在一些大功率模塊應用中，功率增大和尺寸縮小成為功率模塊設計的主要問題，由于功率增加和尺寸減小，器件的功率密度將大大增加。因此，不僅要認真考慮陶瓷基板材料的導熱性和穩定性，還要認真考慮基板的長期材料可靠性。這些原因是dpc陶瓷基板成為最佳的解決方案之一。

   現在使用的陶瓷基板通常基于銀印刷或直接鍵合銅（dbc）技術，在銀印刷陶瓷基板的情況下，圖案分辨率和金屬化厚度受到銀印刷工藝的限制。此外，通過玻璃（通常混合在銀漿中）的銀和陶瓷基板的結合強度通常不夠好。由于玻璃材料的導熱性差，因此將在銀和陶瓷基板之間形成散熱屏障。對于dbc陶瓷基板，dbc基板是在1065℃下通過陶瓷和Cu/CuO層之間的擴散制造的。在熱壓接合過程中，通常需要更大于300μm的較厚的Cu層厚度。

   然后，Cu圖案分辨率將受到Cu層厚度的限制。然而，另一個主要問題是陶瓷和銅層之間隨機存在約5~10%的空隙。Ag印刷和dbc陶瓷基板的分辨率問題使得器件密度設計受到限制（細線/寬度和倒裝芯片器件設計變得非常困難）。Ag印刷陶瓷基板中的玻璃材料和dbc陶瓷基板中存在的5~10%空隙可能導致在高功率密度應用中運行的可靠性問題。

   對于高功率密度模塊應用，我們在陶瓷基板上引入dpc技術。在dpc陶瓷基板系統中，濺射的Ti被作用Cu和陶瓷基板的結合材料。然后在Ti層的頂部濺射第一層銅作為種子層，用于隨后的銅電極電鍍（第二銅層）。通過材料和濺射工藝控制，可以使用多種陶瓷基板原材料，如AI2O3、AIN、BeO、Si3N4等。Ti組合/緩沖層提供了良好的粘合強度和材料穩定性。第二銅層通過電極鑄鍍層鍍到 3 到 5 盎司。(100~150um) 厚度。金屬跡線電鍍的關鍵技術是濺射層的材料控制和電鍍過程中第二銅層的應力釋放。

   在dpc陶瓷基板可以使用雙層設計，介紹了在各種陶瓷基板上激光鉆孔的方法。正面和背面的導電通過以下電鍍工藝連接，該工藝的關鍵技術是過孔的穩定性。我們必須確保高溫激光鉆孔過程中的通孔清潔、除雜和材料穩定性得到很好的控制。由于穩定的鈦組合材料和金屬/陶瓷界面中的空隙少得多，dpc陶瓷基板提供了更好的金屬/陶瓷界面均勻性和材料可靠性。

   此外，dpc陶瓷基板提供50μm線間距的金圖案分辨率和20μm min的嚴格公差。我們相信材料特性使dpc成為非常適合高功率模塊應用的基板材料。

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【文章來源】：展至科技

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