Introduction au substrat en céramique en cuivre lié à la liaison directe (DBC).

Le processus de substrat en céramique DBC consiste à ajouter des éléments d'oxygène entre le cuivre et la céramique, d'obtenir du liquide eutectique Cu-O à une température de 1065 ~ 1083 ° C, puis de réagir pour obtenir une phase intermédiaire (Cualo2 ou Cual2O4), de manière à réaliser la combinaison de la plaque Cu et de la métallurgie chimique du substrat en céramique, et enfin par la technologie de lithographie pour atteindre la préparation des modèles, formant un circuit.

Le substrat de PCB en céramique est divisé en 3 couches, et le matériau isolant au milieu est AL2O3 ou ALN. La conductivité thermique d'AL2O3 est généralement de 24 W / (M · K), et la conductivité thermique de l'ALN est de 170 W / (M · K). Le coefficient d'expansion thermique du substrat en céramique DBC est similaire à celui d'Al2O3 / ALN, qui est très proche du coefficient de dilatation thermique du matériau épitaxial LED, ce qui peut réduire considérablement la contrainte thermique générée entre la puce et la céramique vide substrat.

Mérite :

Parce que la feuille de cuivre a une bonne conductivité électrique et une bonne conductivité thermique, et que l'alumine peut contrôler efficacement l'expansion du complexe Cu-Al2O3-Cu, de sorte que le substrat DBC a un coefficient d'expansion thermique similaire à celui de l'alumine, DBC a les avantages de bons bien Conductivité thermique, forte isolation et haute fiabilité, et a été largement utilisée dans l'emballage IGBT, LD et CPV. Surtout en raison de la feuille de cuivre épaisse (100 ~ 600 μm), il présente des avantages évidents dans le domaine de l'emballage IGBT et LD.

Insuffisant :

(1) Le processus de préparation utilise la réaction eutectique entre Cu et Al2O3 à haute température (1065 ° C), ce qui nécessite un contrôle élevé et un contrôle des processus, ce qui rend le coût du substrat élevé;

(2) En raison de la génération facile de micropores entre les couches Al2O3 et Cu, la résistance aux chocs thermiques du produit est réduite et ces lacunes sont devenues le goulot d'étranglement de la promotion des substrats DBC.

Dans le processus de préparation du substrat DBC, la température eutectique et la teneur en oxygène doivent être strictement contrôlées, et le temps d'oxydation et la température d'oxydation sont les deux paramètres les plus importants. Une fois la feuille de cuivre pré-oxydée, l'interface de liaison peut former suffisamment de phase de Cuxoy pour mouiller en céramique et en papier cuivré AL2O3, avec une résistance de liaison élevée; Si la feuille de cuivre n'est pas pré-oxydée, la mouillabilité de Cuxoy est médiocre et un grand nombre de trous et de défauts resteront dans l'interface de liaison, réduisant la résistance à la liaison et la conductivité thermique. Pour la préparation de substrats DBC à l'aide de céramiques ALN, il est également nécessaire de pré-oxyder les substrats en céramique, de former des films AL2O3, puis de réagir avec des feuilles de cuivre pour la réaction eutectique.