陶瓷基板系列-直结铜（DBC）陶瓷基板
随着电子技术的发展，芯片的集成度不断提高，电路布线变得更加精细。结果，单位面积的功耗增加，导致热量产生增加和潜在的设备故障。直接键合铜 (DBC) 陶瓷基板因其优异的导热性和导电性而成为重要的电子封装材料，特别是在功率模块（IGBT）和集成电力电子模块中。
一、DBC工艺开发
DBC技术主要基于氧化铝陶瓷基板的金属化，由JF Burgess和YS Sun于20世纪70年代首次提出。 20世纪80年代中期，美国通用电气（GE）的DBC研究团队将该技术实用化。
经过多年的发展，该技术不仅在制备工艺上，而且在粘结强度和热循环疲劳寿命方面都取得了重大突破。在电子封装领域也取得了长足的进步。
二. DBC过程原理
直接铜键合是将铜箔直接键合到陶瓷基板（主要是陶瓷基板）表面的金属化方法三氧化二铝和氮化铝）。基本原理是在铜与陶瓷的界面引入氧，然后在1065~1083形成Cu/O共晶液相。℃与陶瓷基体和铜箔反应生成CuAlO2或Cu(AlO2)2，并借助中间相实现铜箔与基体的结合。由于AlN是一种非氧化物陶瓷，因此在其表面沉积铜的关键是形成Al2O3过渡层，这有助于实现铜箔与陶瓷基板之间的有效结合。 DBC热压接合所使用的铜箔一般较厚，范围为100～600μm，且具有较强的载流能力，适合高温、大电流等极端环境下的器件密封应用。它是该领域成熟的标准设备IGBT 和 LD 封装但DBC表面的最小线宽一般大于100μm，不适合精细电路的制作。
DBC陶瓷基板的制备工艺
三、性能 DBC陶瓷基板
DBC陶瓷基板具有陶瓷的高导热率、高电绝缘性、高机械强度、低膨胀等特点。它还结合了无氧铜的高导电性和优异的可焊性，可以蚀刻各种图案。
1、优良的绝缘性能：
采用DBC基板作为芯片载体，有效隔离芯片与模块散热底座。 DBC基板中的Al2O3陶瓷层或AlN陶瓷层增强了模块的绝缘能力（绝缘电压>2.5KV）。
2.优异的导热性能：
DBC基板具有优异的导热性。 IGBT模块工作时，芯片表面会产生大量热量。这些热量可以通过DBC基板高效地传递至模块的散热底座，并通过导热硅脂进一步传导至散热器，实现模块整体散热。
3.热膨胀系数与硅相似：
DBC基板具有与硅（芯片的主要材料）相似的热膨胀系数（7.1ppm/K）。这种相似性可以防止芯片受到应力损坏。 DBC 基材表现出优异的机械性能、耐腐蚀性和最小的变形，允许广泛的温度应用。
4.良好的机械强度：厚铜箔和高性能陶瓷材料为DBC基板提供了良好的机械强度和可靠性。
5、载流能力强：由于铜导体优越的电气性能和高载流能力，DBC基板可以支持高功率容量。
三、DBC陶瓷基板的应用
DBC陶瓷基板应用广泛，包括高功率白光LED模组、UV/深紫外LED器件封装、激光二极管（LD）、汽车传感器、制冷红外热成像、5G光通信、高端冷却器、聚光光伏（CPV）、微波射频器件和电子功率器件（IGBT）等许多领域。虽然AMB、DBA等新型陶瓷基板已经出现，但并不意味着它们可以完全取代DBC。每种技术在功耗和成本方面都有各自的应用场景，而DBC仍然具有巨大的市场潜力。
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