現代微電子技術發展迅猛,芯片功率及模塊功率密度大大升高,電子元件和系統工作熱耗散顯著增加。陶瓷覆銅基板具有優異的導熱性、絕緣性、機械性能，廣泛應用于功率電子、電子封裝、混合微電子與多芯片模塊等領域。
陶瓷覆銅基板工藝主要有直接鍵合銅（DBC）法、活性金屬焊接(AMB)法、直接電鍍銅(DPC)法和激光活化金屬(LAM)法等。其中，直接鍵合銅(DBC)陶瓷基板逐漸取代傳統的PCB基板，廣泛應用于多芯片功率半導體模塊電子線路。
DBC是在陶瓷表面(主要是氧化鋁和氮化鋁)鍵合銅箔的一種金屬化方法，它是隨著板上芯片(COB)封裝技術的興起而發展出來的一種新型工藝。
其基本原理是在Cu與陶瓷之間引進氧元素，然后在1065～1083℃時形成Cu/O共晶液相，進而與陶瓷基體及銅箔發生反應生成CuAlO2或Cu(AlO2)2，并在中間相的作用下實現銅箔與基體的鍵合。DBC陶瓷基板所用的材料主要有氧化鋁、氮化鋁以及氧化鈹。
氧化鋁絕緣性好、化學穩定性好、強度高、而且價格低，是DBC技術的優選材料，但是氧化鋁的熱導率低，并且與Si的熱膨脹系數還有一定的熱失配；
氮化鋁無毒，介電常數適中，熱導率遠高于三氧化二鋁，和氧化鈹接近，熱膨脹系數與Si接近，各類Si芯片和大功率器件可以直接附著在AIN基板生而不用其他材料的過渡層。目前用于DBC技術中前景廣闊。
氧化鈹是一種常見的DBC技術用陶瓷材料，低溫熱導率高，制作工藝很完善，可用于中高功率器件。BeO的高熱導率和低損耗特性迄今為止是其他陶瓷材料不可比擬的，但BeO有非常明顯的缺點，其粉末有劇毒。DBC基板在電力電子模塊技術中，主要是作為各種芯片(IGBT芯片、Diode芯片、電阻、SiC芯片等)的承載體，DBC基板通過表面覆銅層完成芯片部分連接極或者連接面的連接，功能近似于PCB板。
3.1 熱性能好——陶瓷與金屬界面間沒有明顯的中間層存在，沒有底熱導焊料，熱擴散能力強；接觸電阻也較低，有利于高功率高頻器件的鏈接。3.2 與Si相匹配的熱膨脹系數——AIN基片的熱膨脹系數和Si較接近，各類芯片可以直接焊于DBC基片上，使連接層數減少，減低熱阻值。簡化各類半導體結構。由于DBC基片中熱膨脹系數和Si較為匹配，3.3 工序簡單——不需要MO-MN法復雜的陶瓷金屬化工序，不需加焊料，涂鈦粉等；可以將銅箔在鏈接前就制成所需的形狀，免去了連接后的刻蝕工藝；3.4 附著力強——金屬和陶瓷之間具有具有足夠的附著強度；3.5 載流能力強—— 由于銅導體電性能優越，且有將強的載流能力，因此可以實現高功率容量。
DBC陶瓷基板的應用下游很廣。在半導體致冷器，電子加熱器，大功率電力半導體模塊，功率控制電路，功率混合電路，智能功率組件，高頻開關電源，固態繼電器，汽車電子，太陽能電池板組件，電訊專用交換機，接收系統，激光等多項工業電子領域均有DBC陶瓷基板的身影。
為了進一步加強交流，艾邦建有陶瓷基板交流群，誠邀陶瓷基板生產企業、設備、材料企業參與。目前群友包括：三環集團、佳利電子、中電13所、45所、中瓷電子、福建華清、富樂德、艾森達、萊鼎、博敏電子、珠海粵科京華、青島沃晟微等加入。
活動推薦：
第二屆高端電子陶瓷MLCC、LTCC產業高峰論壇
2021年7月9日（周五）
深圳 觀瀾 格蘭云天酒店
時間 | 議題 | 演講單位 |
09:00-09:25 | 開場介紹 | 艾邦智造 江耀貴 創始人 |
09:25-09:50 | 淺談MLCC未來發展趨勢 | 宇陽科技 陳永學 戰略總監 |
9:50-10:15 | MLCC高端關鍵生產裝備國產化解決方案 | 宏華電子 梁國衡 副總工程師 |
10:15-10:40 | 茶歇 |
10:40-11:05 | 應用于電子陶瓷領域的畢克產品介紹 | 畢克化學 王玉立 博士 |
11:05-11:30 | 淺談我國無源元器件的機遇與挑戰 | 風華高科 黃昆 LTCC事業部經理/技術總監 |
11:30-11:55 | 微波毫米波無源集成關鍵材料與技術 | 南方科技大學工學院黨委書記/副院長 汪宏 教授 |
11:55-14:00 | 午餐 |
14:00-14:25 | 封接玻璃作用機理及在電子元器件應用研究進展 | 華東理工大學 曾惠丹 教授/博導 |
14:25-14:50 | LTCC高頻低介電常數陶瓷生料帶 | 上海晶材新材料 汪九山 總經理 |
14:50-15:15 | 稀土在先進電子陶瓷電容材料中的研究進展 | 晶世新材料 程佳吉 教授 |
15:15-15:40 | 高性能電容器材料的應用研究 | 上海硅酸鹽研究所 陳學鋒 研究員/博士 |
15:40-16:05 | 茶歇 |
16:05-16:30 | MLCC產品失效分析和檢測手段 | 深圳納科科技 段建林 總經理 |
16:30-16:55 | 物理氣相法制備MLCC內外電極金屬粉體 | 江蘇博遷新材料 江益龍 總經理 |
16:55-17:20 | 如何提升LTCC激光開孔效果對后段工藝良率影響 | 東莞盛雄激光 王耀波 高級項目總監 |
17:20-17:45 | MLCC在5G基站的應用及可靠性評估方法 | 中興 楊航 材料技術質量高級工程師 |
17:45-20:00 | 晚宴
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原文始發于微信公眾號（艾邦陶瓷展）：DBC直接鍵合陶瓷基板特性及應用
