不 　　●热功能好；

　　●电容功能；

　　●高的绝缘功能；

　　●Si相般配的热膨胀系数；

　　●电功能优胜，载流技能强。

直接敷铜陶瓷基板首先的钻研便是为懂得决大电流和散热而开拓出来的，后来又运用到AlN陶瓷的金属化。除上述特色外还具犹以下特色使其在大功率器件中获得广泛运用：

　　●板滞应力强，形态稳固；高强度、高导热率、高绝缘性；结协力强，防腐化；

　　●极好的热轮回功能，轮回次数达5万次，靠得住性高；

　　●与PCB板(或IMS基片)相同可刻蚀出各类图形的构造；无混浊、无公害；

　　●行使温度宽-55℃～℃；热膨胀系数凑近硅，简化功率模块的临盆工艺。

由于直接敷铜陶瓷基板的个性，就使其具备PCB基板不行代替特色。DBC的热膨胀系数凑近硅芯片，可减削过渡层Mo片，省工、节材、升高成本，由于直接敷铜陶瓷基板没有增加任何钎焊成分，如此就淘汰焊层，升高热阻，淘汰孔洞，升高制品率，并且在雷同载流量下0.3mm厚的铜箔线宽仅为寻常印刷电路板的10%；其优秀的导热性，使芯片的封装非常紧凑，从而使功率密度大大升高，改进系统和装配的靠得住性。

为了升高基板的导热功能，寻常是淘汰基板的厚度，超薄型(0.25mm)DBC板可代替BeO，直接敷接铜的厚度能够抵达0.65mm，如此直接敷铜陶瓷基板就可以承载较大的电流且温度抬高不显然，A电流延续经过1mm宽0.3mm厚铜体，温升约17℃；A电流延续经过2mm宽0.3mm厚铜体，温升仅5℃左右。与钎焊和Mo-Mn法比拟，DBC具备很低的热阻个性，以10×10mmDBC板的热阻为例：

0.63mm厚度陶瓷基片DBC的热阻为0.31K/W，0.38mm厚度陶瓷基片DBC的热阻为0.19K/W，0.25mm厚度陶瓷基片DBC的热阻为0.14K/W。

氧化铝陶瓷的电阻最高，其绝缘耐压也高，如此就保险人身平安和设置防备技能；除此以外DBC基板能够实行新的封装和组装办法，使产品高度集成，体积淘汰。

4.3.1直接敷铜陶瓷基板掘起趋势

在大功率、高密度封装中，电子元件及芯片等在运转历程中构成的热量紧要经过陶瓷基板分发到处境中，是以陶瓷基板在散热历程中负责了紧急的脚色。Al2O3陶瓷导热率相对较低，在大功率、高密度封装器件运转时须强迫散热才可知足请求。BeO陶瓷导热功能最佳，但因环保题目，根本上被淘汰。SiC陶瓷金属化后键合不稳固，做为绝缘基板历时，会引发热导率和介电常数的改动。AlN陶瓷具备高的导热功能，实用于大功率半导体基片，在散热历程中天然冷却便可抵达宗旨，同时还具备很好的板滞强度、优秀的电气功能。固然现在国内缔造技艺还需改良，价钱也对比昂贵，但其年产增率比Al2O3陶瓷高4倍以上，往后能够代替BeO和一些非氧化物陶瓷。是以采纳AlN陶瓷做绝缘导热基板已是局势所趋，只不过是存在光阴与性价比的题目。

4.3.2直接敷铝(DAB)陶瓷基板与直接敷铜陶瓷基板(DBC)功能对比

直接敷铝基板做为一种绝缘载体运用于电子电路而博得长足掘起，该技艺借鑑了直接敷铜陶瓷基板技艺。这类新式的直接敷Al基板在理论和实行上体现出好的个性。虽然它的个性在许多方面彷佛于直接敷Cu基板。关于直接敷Cu基板，由于金属铜的膨胀系数室温时为17.0′10-6/°C，96氧化铝陶瓷基板的热膨胀系数室温时为6.0′10-6/°C，铜和氧化铝敷接的温度较高（大于0℃），界面会构成对比硬的产品CuAlO2，是以敷接铜的氧化铝基板的内应力较大，抗热震荡功能相对较差，在行使中时时因疲倦而毁坏。

铝和铜比拟，具备较低的熔点，便宜的价钱和卓越的塑性，纯铝的熔点惟有℃，纯铝的膨胀系数在室温时为23.0′10-6/℃，金属铝和氧化铝陶瓷基板的敷接是物理润泽，在界面上没有化学反响，并且纯铝所具备的优秀的塑功能够有用缓和界面因热膨胀系数不同引发的热应力，钻研也证明Al/Al2O3陶瓷基板具备非常优秀的抗热震功能。这是直接敷Cu基板无奈比较的，同时金属铝和氧化铝陶瓷之间的抗剥离强度也较大。

直接敷铝基板做为基板非常恰当于功率电子电路直接敷铝基板功能不同于直接敷铜基板的功能，前者在高温轮回下有更好的稳固功能。直接敷铝基板的芯片也体现出更好的稳固性，高出直接敷铜基板。直接敷铝基板以它的高的抗热震性、低的分量，希望在来日开拓出更好的功能，以知足更高的需求。

4.3.3敷铝陶瓷基板的掘起趋势

敷铝陶瓷基板(DAB)以其奇特的功能运用于绝缘载体，非常是功率电子电路。这类新式材料在许多方面都有和直接敷铜基板(DBC)彷佛的场合，而自己又具备显著的抗热震功能和热稳固功能，对升高在极其温度下处事器件的稳固性十显然显。由Al-Al2O3基板、Al-AlN基板做成的电力器件模块已胜利运用在日本汽车产业上。DAB基板在对高靠得住性有非常请求的器件上具备庞大的潜力，这就使其非常恰当优化功率电子系统、主动化、航空航天等。

4.4DPC(DirectPlateCopper)

DPC亦称为直接镀铜基板，DPC基板工艺为例：首先将陶瓷基板做前处置明净，行使薄膜业余缔造技艺－真空镀膜方法于陶瓷基板上溅镀连合于铜金属复合层，接着以黄光微影之光阻被复暴光、显影、蚀刻、去膜工艺实行路线制做，结尾再以电镀/化学镀堆积方法增加路线的厚度，待光阻移除后即实行金属化路线制做，详细DPC临盆过程图以下图。

5、陶瓷基板个性

5.1热传导率

热导率代表了基板材料自己直接传导热能的一种技能，数值愈高代表其散热技能愈好。在LED周围散热基板最紧要的效用便是在于，何如有用的将热能从LED芯片传导到系统散热，以升高LED芯片的温度，增加发光效率与伸长LED寿命，因而，散热基板热传导成就的是非就成为业界在采用散热基板时，紧急的评价项目之一。

检视表一，由四种陶瓷散热基板的对比可明看出，固然Al2O3材料之热传导率约在20~24之间，LTCC为升高其烧结温度而增加了30%~50%的玻璃材料，使其热传导率降至2~3W/mK左右；而HTCC因其广泛共烧温度略低于纯Al2O3基板之烧结温度，而使其因材料密度较低使得热传导系数低Al2O3基板约在16~17W/mK之间。寻常来讲，LTCC与HTCC散热成就并不如DBC与DPC散热基板里想。

5.2职掌处境温度

职掌处境温度，主如果指产品在临盆历程中，行使到最高工艺温度，而以一临盆工艺而言，所行使的温度愈高，相对的制构成本也愈高，且良率不易把握。

HTCC工艺自己即由于陶瓷粉末材料成分的不同，其工艺温度约在1~℃之间，而LTCC/DBC的工艺温度亦约在~0℃之间。其余，HTCC与LTCC在工艺后对务必叠层后再烧结成型，使得各层会有萎缩比例题目，为处置此题目关联业者也在竭力找寻处置计划中。

另一方面，DBC对工艺温度精确度请求特地严酷，务必于温度极其稳固的~℃温度范畴下，才具使铜层熔炼为共晶熔体，与陶瓷基板亲密连合，若临盆工艺的温度不敷稳固，必然会构成良率偏低的形势。而在工艺温度与裕度的考量，DPC的工艺温度仅需~℃左右的温度便可实行散热基板的制做，全部防止了高温关于材料所构成的毁坏或尺寸变异的形势，也消除了制构成本花费高的题目。　5.3工艺技能

工艺技能，主如果示意各类散热基板的金属路线因此何种工艺技艺实行，由于路线缔造/成型的办法直接影响了路线精确度、表面毛糙镀、对位精确度…等个性，因而在高功率小尺寸的精致路线需求下，工艺分辩率便成了务必要斟酌的紧急项目之一。

LTCC与HTCC均是采纳厚膜印刷技艺实行路线制做，厚膜印刷自己即受限于网版张力题目，寻常而言，其路线表面较为毛糙，且简单构成有对位不精确与累进公役过大等形势。其余，多层陶瓷叠压烧结工艺，再有萎缩比例的题目需求考量，这使得其工艺分辩率较为受限。

而DBC虽以微影工艺备制金属路线，但因其工艺技能束缚，金属铜厚的下限约在~um之间，这使得其金属路线的分辩率上限亦仅为~um之间(以深宽比1:1为准则)。而DPC则是采纳的薄膜工艺制做，行使了真空镀膜、黄光微影工艺制做路线，使基板上的路线能够加倍详悉，表面平坦度高，再行使电镀/电化学镀堆积方法增加路线的厚度，DPC金属路线厚度可依产品实践需求(金属厚度与路线分辩率)而打算。

寻常而言，DPC金属路线的分辩率在金属路线深宽比为1:1的轨则下约在10~50um之间。因而，DPC杜绝了LTCC/HTCC的烧结萎缩比例及厚膜工艺的网版张网题目。

5.4、陶瓷散热基板之运用

陶瓷散热基板会因应需求及运用上的不同，外延亦有所区别。另一方面，各类陶瓷基板也可依产品缔造办法的不同，做出根本的辨别。LTCC散热基板在LED产品的运用上，大多以大尺寸高功率以及小尺寸低功率产品为主，根本上外貌大多显现凹杯状，且依客户端的需求可制做出有导线架没有导线架两种散热基板，凹杯形态主如果针对封装工艺采纳较浅易的点胶方法封装成型所打算，并行使凹杯边际做为光线反射的途径，但LTCC自己即受限于工艺要素，使得产品难以备制成小尺寸，再者，采纳了厚膜制做路线，使得路线精确度不够以切合高功率小尺寸的LED产品。而与LTCC工艺与外貌彷佛的HTCC，在LED散热基板这一齐，尚未被广泛的行使，主如果由于HTCC采纳1~℃高温干枯强硬，使临盆成本的增加，相对的HTCC基板花费也高，因而对全力朝低成本趋势迈进LED资产而言，面终末较严酷的磨练HTCC。

另一方面，DBC与DPC则与LTCC/HTCC不但有外貌上的差别，连LED产品封装方法亦有所不同，DBC/DPC均是属于平面式的散热基板，而平面式散热基板可依客制化备制金属路线加工，再凭借客户需求切割成小尺寸产品，辅以共晶/复晶工艺，连合已非常娴熟的萤光粉涂布技艺及高阶封装工艺技艺铸膜成型，可大幅的晋升LED的发光效率。

但是，DBC产品因受工艺技能束缚，使得路线分辩率上限仅为~um，若要非常制做细路线产品，务必采纳研磨方法加工，以升高铜层厚度，但却构成表面平坦度不易把持与增加额外成本等题目，使得DBC产品不易于共晶/复晶工艺高路线精确度与高平坦度的请求之运用。DPC行使薄膜微影工艺备制金属路线加工，完备了路线高精确度与高表面平坦度的的个性，非常实用于复晶/共晶接合方法的工艺，能够大幅淘汰LED产品的导线截面积，从而晋升散热的效率。

6、论断

经过上述各类陶瓷基板之临盆过程、个性对比、以及运用范畴讲解后，可明晰的对比出个其它差别性。个中，LTCC散热基板在LED资产中曾经被广泛的行使，但LTCC为了升高烧结温度，于材估中插足了玻璃材料，使总体的热传导率升高至2~3W/mK之间，比其余陶瓷基板都还要低。

再者，LTCC行使网印方法印制路线，使路线自己具备线径宽度不敷精致、以及网版张网题目，致使路线精确度不够、表面平坦度欠安等形势，加之多层叠压烧结又有基板萎缩比例的题目要考量，并不切合高功率小尺寸的需求，因而在LED资产的运用现在多以高功率大尺寸，或是低功率产品为主。而与LTCC工艺彷佛的HTCC以1~℃的高温干枯强硬，使临盆成本偏高，居于成本考量鲜少现在鲜少行使于LED资产，且HTCC与LTCC有雷同的题目，亦不实用于高功率小尺寸的LED产品。

另一方面，为了使DBC的铜层与陶瓷基板附着性佳，务必因采纳~℃高温熔炼，缔造花费较高，且有基板与Cu板间有微气孔题目不易处置，使得DBC产品产能与良率遭到极大的磨练；再者，若要制做细路线务必采纳非常处置方法将铜层厚度变薄，却构成表面平坦度欠安的题目，若将产品行使于共晶/复晶工艺的LED产品相对较为严酷。反却是DPC产品，自己采纳薄膜工艺的真空溅镀方法镀上薄铜，再以黄光微影工艺实行路线，因而线径宽度10~50um，以至能够更细，且表面平坦度高(0.3um)、路线对位精确度过失值仅+/-1%，全部防止了萎缩比例、网版张网、表面平坦度、高缔造花费…等题目。虽LTCC、HTCC、DBC、与DPC等陶瓷基板都已广泛行使与钻研，但是，在高功率LED陶瓷散热周围而言，DPC在现在掘起趋势看来，能够说是最恰当高功率LED掘起需求的陶瓷散热基板。

根源：百度文库

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