DBC 和 AMB 覆銅陶瓷基板有何不同？

陶瓷覆銅板

覆銅陶瓷基板按工藝分可以一般可分為DBC(Direct bonded copper直接覆銅陶瓷基板)、DPC(Direct plated copper，直接電鍍陶瓷基板)、AMB(Active metal brazing，活性金屬釬焊陶瓷基板)等。其中DBC和AMB覆銅陶瓷基板在半導(dǎo)體功率模塊中被大量應(yīng)用。

DBC陶瓷基板?

DBC陶瓷基板一般是在Al2O3陶瓷上直接覆銅。首先需要將銅箔(Cu)做氧化處理，然后將Al2O3陶瓷片和處理后的銅箔壓合，銅箔在1065°C形成CuO共晶相，進(jìn)而與Al2O3陶瓷片發(fā)生反應(yīng)生成CuAO2或Cu(AO2)2，實(shí)現(xiàn)銅箔與陶瓷間共晶鍵合。如果是AlN陶瓷，則需要預(yù)先在AlN陶瓷表面做氧化處理，生成Al2O3，再進(jìn)行覆銅。其工藝流程如下圖所示。

DBC結(jié)構(gòu)圖

DBC切面圖

得益于銅箔與陶瓷間共晶鍵合強(qiáng)度較高，DBC基板的銅厚一般可以做到100μm-600μm，同時(shí)陶瓷和銅具有良好的導(dǎo)熱性，DBC基板的熱穩(wěn)定性也很好，廣泛應(yīng)用于各種IGBT功率模塊、激光器(LD)和光伏(PV)等器件封裝散熱中。

AMB陶瓷基板 ?

AMB 陶瓷基板則是利用含少量活性元素的金屬釬焊料，將銅箔與陶瓷片間緊密焊接起來(lái)。AMB釬焊料中添加的少量活性元素具有高活性，可提高釬焊料熔化后對(duì)陶瓷的潤(rùn)濕性，使陶瓷表面無(wú)需金屬化就可與金屬實(shí)現(xiàn)良好焊接。

其工藝流程如下圖所示。

AMB結(jié)構(gòu)圖

AMB切面圖

通過(guò)釬焊實(shí)現(xiàn)陶瓷表面覆銅的AMB基板，相比DBC基板，其結(jié)合強(qiáng)度更高，可靠性也更好。AMB基板中的陶瓷一般是Si3N4陶瓷和AlN陶瓷，二者的導(dǎo)熱性能(Si3N4 AMB>80W/m·K, AlN AMB>170 W/m·K)遠(yuǎn)高于Al2O3 DBC(24W/m·K)。另外Si3N4 AMB還擁有出色的機(jī)械強(qiáng)度。

近年來(lái)，新能源汽車的爆發(fā)式發(fā)展，也帶來(lái)了車規(guī)功率模塊需求的快速增長(zhǎng)。同時(shí)SiC功率器件也逐漸走向成熟，并開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用，也推動(dòng)著功率模塊的功率密度不斷地提高。因此也對(duì)封裝材料的散熱性能、機(jī)械強(qiáng)度、可靠性提出了更高的要求。AMB陶瓷基板，尤其是Si3N4 AMB 陶瓷基板很好地滿足了車規(guī)SiC功率模塊的性能需求。

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