一、DBC工艺的发展

DBC 技术主要是基于氧化铝陶瓷基板发展起来的陶瓷表面金属化技术，最早出现于 20 世纪 70 年代，由 J.F.Burgess 和 Y.S.Sun 等人提出，到 80 年代中期，美国 GE 公司的 DBC 研制小组将该技术实用化。

经过多年的发展，该技术不仅在制备工艺、结合强度和热循环疲劳寿命等方面取得了突破性进展，而且在电子封装领域也取得了长足进步。 目前可选用的陶瓷基片材料有氧化铝（Al2O3）、氮化铝（AlN）、氧化锆增韧氧化铝（ZTA）。此外，在 DBC 工艺技术的基础上不断优化创新发展出来的新工艺，例如 FJ Composite 的 S-DBC 技术，先在陶瓷表面沉积Ti层，再通过热压与铜结合。

图  S-DBC 工艺与AMB 工艺键合界面，来源：FJ Composite

此外，活性金属钎焊（AMB）和直接敷铝（DBA ）工艺技术也是从 DBC 工艺技术发展起来的金属直接敷接陶瓷基板新工艺。这两个工艺在这我们就不多说，感兴趣的朋友可以看看我们之前的文章。 推荐阅读：

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二、DBC 工艺的原理

DBC陶瓷基板是一种通过热熔式粘合法，在高温下将铜箔直接烧结到陶瓷表面而制成的一种复合基板。直接覆铜技术是利用铜的含氧共晶液直接将铜敷接在陶瓷上，其基本原理是敷接前或过程中在铜与陶瓷之间引入适量的氧元素，在 1065～1083℃，铜与氧形成 Cu-O 共晶液，DBC 技术利用该共晶液一方面与陶瓷基板发生化学反应生成 CuAlO2 或 CuAl2O4 相，另一方面浸润铜箔实现陶瓷基板与铜板的结合；然后根据线路设计菲林贴膜曝光显影，通过蚀刻方式备制线路基板。陶瓷基板直接敷铜板的工艺过程如图 1 所示。

图 1  陶瓷基板敷铜板工艺流程 由于 AlN 陶瓷对铜的浸润性能差，所以在敷接前必须对其表面氧化处理，通常是将 AlN 陶瓷在空气中加热氧化，在其表面生成一层致密的氧化铝，再通过该氧化铝层实现铜与 AlN 陶瓷基板的结合，Al2O3膜厚度决定了敷接质量。后续程序与氧化铝直接敷铜工艺基本相同，如图2所示。

图 2  AlN陶瓷基板敷铜板工艺

三、DBC 陶瓷基板的性能

DBC 陶瓷基板具有陶瓷的高导热、高电绝缘、高机械强度、低膨胀等特性，又兼具无氧铜的高导电性和优异焊接性能，且能像PCB线路板一样刻蚀出各种图形。

1、绝缘性能好

使用DBC基板作为芯片的承载体，可有效的将芯片与模块散热底板隔离开，DBC基板中间的Al2O3陶瓷层或者AlN陶瓷层可有效提高模块的绝缘能力(陶瓷层绝缘耐压>2.5KV)。

2、导热性能优异 DBC基板具有良好的导热性，热导率为20-260W/mK，IGBT模块在运行过程中，在芯片表面产生大量的热量，这些热量可有效的通过DBC基板传输到模块散热底板上，再通过底板上的导热硅脂传导于散热器上，完成模块的整体散热流动。

3、热膨胀系数与硅接近 DBC基板膨胀系数同硅（芯片主要材质为硅）相近（7.1ppm/K），不会造成对芯片的应力损伤，DBC基板抗剥力>20N/mm²，具有优秀的机械性能，耐腐蚀，不易发生形变，可在较宽温度范围内使用。

4、良好的机械强度 厚铜箔和高性能陶瓷材料使DBC基板具有良好的机械强度和可靠性。

5、载流能力强 由于铜导体电性能优越，且有将强的载流能力，因此可以实现高功率容量。

6、像PCB板一样可以蚀刻各种图形

三、DBC 陶瓷基板的应用

DBC 陶瓷基板的应用广泛，包括大功率白光 LED 模组、紫外/深紫外 LED 器件封装、激光二极管（LD）、汽车传感器、制冷型红外热成像、5G光通信、高端制冷器、聚焦型光伏（CPV）、微波射频器件、电子电力器件（IGBT）等众多领域。

虽有AMB、DBA等新型陶瓷基板的出现，但并不意味着能完全替代DBC，在功率和成本的应用场景下，有各自的应用场景，DBC仍有很大的市场空间空间。

四、国内DBC陶瓷基板厂商名单

篇幅有限我们这里不做具体的企业介绍，后期再为大家详细介绍。

（文章来源：艾邦陶瓷展）