DCB是指銅箔在高溫下直接鍵合到氧化鋁(AL2Q3)或氮化鋁(ALN)陶瓷基片表面( 單面或雙面)上的特殊工藝方法。所制成的超薄復(fù)合基板具有優(yōu)良電絕緣性能,高導(dǎo)熱特性,優(yōu)異的軟釬焊性和高的附著強(qiáng)度,并可像PCB板一樣能刻蝕出各種圖形,具有很大的載流能力。因此,DCB基板已成為大功率電力電子電路結(jié)構(gòu)技術(shù)和互連技術(shù)的基礎(chǔ)材料,也是本世紀(jì)封裝技術(shù)發(fā)展方向“chip-on-board”技術(shù)的基礎(chǔ)。
DCB技術(shù)的優(yōu)越性 :實現(xiàn)金屬和陶瓷鍵合的方法有多種,在工業(yè)上廣泛應(yīng)用的有效合金化方法是厚膜法及鉬錳法。厚膜法是將貴重金屬的細(xì)粒通過壓接在一起而組成,再由熔融的玻璃粘附到陶瓷上,因此厚膜的導(dǎo)電性能比金屬銅差。鉬錳法雖使金屬層具有相對高的電導(dǎo),但金屬層的厚度往往很薄,小于25μm,這就限制了大功率模塊組件的耐浪涌能力。因此必須有一種金屬陶瓷鍵合的新方法來提高金屬層的導(dǎo)電性能和承受大電流的能力,減小金屬層與陶瓷間的接觸熱阻,且工藝不復(fù)雜。銅與陶瓷直接鍵合技術(shù)解決了以上問題,并為電力電子器件的發(fā)展開創(chuàng)了新趨勢。1、 DCB應(yīng)用
大功率電力半導(dǎo)體模塊;半導(dǎo)體致冷器、電子加熱器;功率控制電路,功率混合電路;
智能功率組件;高頻開關(guān)電源,固態(tài)繼電器;
汽車電子,航天航空及軍用電子組件;
太陽能電池板組件;電訊專用交換機(jī),接收系統(tǒng);激光等工業(yè)電子。2、DCB特點(diǎn)
機(jī)械應(yīng)力強(qiáng),形狀穩(wěn)定;高強(qiáng)度、高導(dǎo)熱率、高絕緣性;結(jié)合力強(qiáng),防腐蝕;
極好的熱循環(huán)性能,循環(huán)次數(shù)達(dá)5萬次,可靠性高;
與PCB板(或IMS基片)一樣可刻蝕出各種圖形的結(jié)構(gòu);無污染、無公害;
使用溫度寬-55℃~850℃;熱膨脹系數(shù)接近硅,簡化功率模塊的生產(chǎn)工藝。
3、使用DCB優(yōu)越性
DCB的熱膨脹系數(shù)接近硅芯片,可節(jié)省過渡層Mo片,省工、節(jié)材、降低成本;
減少焊層,降低熱阻,減少空洞,提高成品率;
在相同載流量下 0.3mm厚的銅箔線寬僅為普通印刷電路板的10%;
優(yōu)良的導(dǎo)熱性,使芯片的封裝非常緊湊,從而使功率密度大大提高,改善系統(tǒng)和裝置的可靠性;
超薄型(0.25mm)DCB板可替代BeO,無環(huán)保毒性問題;
載流量大,100A電流連續(xù)通過1mm寬0.3mm厚銅體,溫升約17℃;100A電流連續(xù)通過2mm寬0.3mm厚銅體,溫升僅5℃左右;
熱阻低,10×10mmDCB板的熱阻:
0.63mm厚度陶瓷基片DCB的熱阻為0.31K/W
0.38mm厚度陶瓷基片DCB的熱阻為0.19K/W
0.25mm厚度陶瓷基片DCB的熱阻為0.14K/W
絕緣耐壓高,保障人身安全和設(shè)備的防護(hù)能力;
可以實現(xiàn)新的封裝和組裝方法,使產(chǎn)品高度集成,體積縮小。4、陶瓷覆銅板DCB技術(shù)參數(shù)參數(shù)名稱
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