直接覆銅(DBC)技術的發(fā)展進步
直接覆銅(DBC)是一種陶瓷表面的金屬化技術,它直接將陶瓷(氧化鋁陶瓷、氧化鈹陶瓷、氮化鋁等)和基板銅鏈接。這種技術最早出現在20世紀70年代中期,主要是用于氧化鋁特別是氧化鋁陶瓷基片的表面金屬化。從80年代中期開始,DBC技術逐漸實用化,在電力電子模塊、半導體制冷和LED器件等的封裝中應用廣泛。
DBC技術常用的幾種陶瓷材料表
氧化鋁陶瓷的絕緣性好、化學穩(wěn)定性好、強度高,而且價格低,是DBC技術的優(yōu)選材料,但是三氧化二鋁的熱導率低,并且與SI的熱膨脹系數有一定的熱失配,氧化鈹陶瓷也是一種常見的DBC技術用陶瓷材料,低溫導熱率很高,制作工藝很完善,可用于中高功率器件,但在某些應用領域和工藝過程中,所產生的毒性應有適當防護;氮化鋁陶瓷材料無毒,介電常數適中,熱導率遠高于氧化鋁陶瓷基板,和氧化鈹接近,熱膨脹系數和SI較接近,各類SI芯片和大功率器件可以直接附著在AIN基板上而不用其他材料的過渡層。目前用于DBC技術中,前景十分看好。
隨著集成電路向高密度、大功率放心以及電子電力、LED高速發(fā)展,如何解決散熱問題成為普遍關注的熱點。為了把芯片的熱量散發(fā)出去,需將絕緣基片與散熱片相連。絕緣基片是具有高導熱率的陶瓷基片,散熱片是金屬。陶瓷與金屬鏈接,在兩者之間出現過渡層,產生附加的熱阻。將陶瓷與金屬連接在一起有很多方法,采用不同的連接方法,過渡層熱阻不同,為了滿足集成電路散熱的需要,希望熱阻盡可能小。由此可見,有了高導熱陶瓷基片,還不能全部滿足散熱的需求,還存在陶瓷與金屬連接的問題。選擇適當的連接方法,可以減少過渡層熱阻,既可以提高陶瓷基板的導熱率,可以去到很高,也可以很好的將熱量散發(fā)出去。
dbc技術不段發(fā)展,為了適應功率電子器件的要求。DBC基板機械強度大大增強,為芯片半導體器件的組裝提供了一種經濟效益十分好的基板材料。目前較為成熟的是DBC氧化鋁陶瓷基板和DBC氮化鋁陶瓷基板,前者適用于低功率,而后者多是用于高功率器件。DBC的技術應用范圍也不斷的延伸發(fā)展。