Różnice między substratami DBC a substratami DPC są znaczące pod względem procesów produkcyjnych, zalet i wad oraz charakterystyk zastosowania.
1. Różne procesy produkcyjne
Substrat DBC (bezpośrednio miedziany podłoże ceramiczne):
Zasada: Wprowadzono tlen między miedzią i ceramiczną, tworząc ciecz eutektyczną Cu-O w temperaturach między 1065 ° C a 1083 ° C. Ta reakcja wytwarza fazy pośrednie (takie jak Cualo₂ lub Cual₂o₄), osiągając chemiczne wiązanie metalurgiczne między płytką miedzianą a podłożem ceramicznym. Obwód jest następnie tworzony za pomocą fotolitografii.
Struktura: Podłoż ceramiczny DBC składa się z trzech warstw, przy czym środkowy materiał izolacyjny jest przede wszystkim al₂o₃ lub ALN.
Kluczowe kroki: Kluczowa kontrola temperatury eutektycznej i zawartości tlenu ma kluczowe znaczenie. Traktowanie folii miedziowej przed utlenianiem jest kluczem do tworzenia wiązania o wysokiej wytrzymałości.
Substrat DPC (bezpośrednio miedziany podłoże miedziane):
Zasada: Podłoże ceramiczne jest wstępnie czyszczone, a warstwę nasion miedzi jest rozpylana na podłożu ceramicznym przy użyciu procesów półprzewodnikowych. Wzór obwodu jest następnie tworzony poprzez procesy fotolitograficzne, takie jak ekspozycja, rozwój, trawienie i usuwanie folii. Wreszcie, grubość obwodu miedzi jest zwiększona poprzez galwaniczne lub chemiczne poszycie.
Struktura: Składa się z ceramicznego podłoża i metalowej warstwy okablowania z warstwą przejściową (taką jak Ti, Cr, Ni) często dodawana między metalem a ceramiczną w celu zwiększenia siły wiązania.
Kluczowe kroki: galwanizacja za pomocą technologii napełniania, wykorzystując moc impulsów do galwanizacji w celu poprawy wydajności osadzania i jakości poszycia.
2. Różne zalety i wady
Podłoże DBC:
Zalety:
Doskonała przewodność cieplna, silna izolacja i wysoka niezawodność.
Powszechnie stosowane w opakowaniu IGBT, LD i CPV, szczególnie w aplikacjach wymagających grubej folii miedzianej.
Wady:
Proces wysokiej temperatury (1065 ° C), wymagający zaawansowanego sprzętu i kontroli procesu, co prowadzi do wyższych kosztów.
Mikro-żywe mogą tworzyć się między al₂o₃ a warstwą Cu, zmniejszając odporność na wstrząs termiczny.
Podłoże DPC:
Zalety:
Proces o niskiej temperaturze (poniżej 300 ° C), unikając niepożądanych skutków wysokich temperatur na materiały lub struktury obwodów, zmniejszając koszty produkcji.
Drobne metalowe linie, odpowiednie do opakowania urządzeń elektronicznych wymagających wysokiej dokładności wyrównania.
Wady:
Ograniczona grubość galwanizowanych warstw miedzi i znaczne zanieczyszczenie odpadów galwanicznych.
Niższa wytrzymałość wiązania między warstwą metalową a ceramiczną, co powoduje niższą niezawodność zastosowań.
3. Różne charakterystyki aplikacji
Podłoże DBC: Ze względu na doskonałą przewodność cieplną, izolację i niezawodność substraty DBC są szeroko stosowane w modułach elektronicznych mocy, służąc jako nośniki dla IGBT, chipsów diodowych, rezystorów, układów SIC itp. Jego grubej warstwy metalowej i wytrzymałości wysokiej wiązania sprawiają, że jest to szczególnie odpowiednie dla opakowania o wysokiej prądu.
Podłoże DPC: Chociaż wytrzymałość wiązania między warstwą metalową a ceramiczną jest niższa, substraty DPC mają zalety w opakowaniu urządzeń elektronicznych wymagających wysokiej dokładności wyrównania ze względu na ich proces o niskiej temperaturze i możliwości wytwarzania linii. Wraz z trwającymi postępami technologicznymi substraty DPC są coraz częściej stosowane w opakowaniu LED IGBT, LD i dużej mocy.
Każde podłoża DBC i DPC mają własne mocne i słabe strony pod względem procesów produkcyjnych, zalet i wad oraz charakterystyk zastosowania. Wybór między nimi zależy od konkretnych scenariuszy aplikacji i wymagań dotyczących wydajności.
