Johdanto suorat sidotut kuparikeraamiset substraatit (DBC).

DBC-keraamisen substraattiprosessin on lisättävä happielementtejä kuparin ja keramiikan väliin, saada Cu-O-eutektinen neste lämpötilassa 1065 ~ 1083 ° C ja reagoi sitten välivaiheen (CUALO2 tai CUAL2O4) saamiseksi, jotta yhdistelmä toteutettaisiin Cu -levyn ja keraamisen substraatin kemiallisen metallurgian ja lopulta litografiatekniikan avulla kuvion valmistuksen saavuttamiseksi, piirin muodostamiseksi.

Keraaminen piirilevy -substraatti on jaettu kolmeen kerrokseen, ja keskellä oleva eristävä materiaali on AL2O3 tai ALN. AL2O3: n lämmönjohtavuus on tyypillisesti 24 W/(M · K), ja ALN: n lämmönjohtavuus on 170 W/(M · K). DBC -keraamisen substraatin lämpölaajennuskerroin on samanlainen kuin AL2O3/ALN: n, joka on hyvin lähellä LED -epitaksiaalimateriaalin lämpölaajennuskerrointa, mikä voi merkittävästi vähentää sirun ja tyhjän keraamisen välillä syntynyttä lämpöjännitystä substraatti.

Ansiot :

Koska kuparikalvolla on hyvä sähkönjohtavuus ja lämmönjohtavuus, ja alumiinioksidi voi tehokkaasti hallita Cu-AL2O3-CU-kompleksin laajenemista, joten DBC-substraatilla on lämpölaajennuskerroin, joka Lämpöjohtavuus, vahva eristys ja korkea luotettavuus, ja sitä on käytetty laajasti IGBT-, LD- ja CPV -pakkauksissa. Erityisesti paksun kuparikalvon (100 ~ 600 μm) vuoksi sillä on ilmeisiä etuja IGBT- ja LD -pakkauksen alalla.

Riittämätön :

(1) Valmistusprosessissa käytetään eutektista reaktiota Cu: n ja AL2O3: n välillä korkeassa lämpötilassa (1065 ° C), mikä vaatii korkeaa laitetta ja prosessinhallintaa, mikä tekee substraatin kustannuksista korkeat;

(2) AL2O3: n ja Cu -kerrosten välisen mikrohuollon helpon muodostumisen vuoksi tuotteen lämpöiskuvastus vähenee, ja näistä puutteista on tullut pullonkaula DBC -substraattien edistämisessä.

DBC -substraatin valmistusprosessissa eutektinen lämpötila ja happipitoisuus on valvottava tiukasti, ja hapettumisaika ja hapetuslämpötila ovat kaksi tärkeintä parametria. Kun kuparikalvo on hapettu, sidosrajapinta voi muodostaa tarpeeksi cuxoy-faasia märkä AL2O3-keraamiseen ja kuparikalvoon, jolla on suuri sitoutumislujuus; Jos kuparikalvoa ei ole hapettu, cuxoy-kostuttavuus on heikko ja suuri määrä reikiä ja vikoja pysyy sidosrajapinnassa vähentäen sitoutumislujuutta ja lämmönjohtavuutta. DBC-substraattien valmistamiseksi ALN-keramiikkaa käyttämällä on myös välttämätöntä hapettua keraamisia substraateja, muodostaa AL2O3-kalvoja ja reagoida sitten kuparikalvojen kanssa eutektista reaktiota varten.