高功率發光二極體的覆銅陶瓷基板

過去幾年封裝型發光二極體的功率密度增加了，同時模組的壽命要求亦增加了。這樣就帶出了對改進基板導熱性和可靠性的新要求，以超越標準FR4或絕緣金屬基板。覆銅陶瓷(DBC)基板提供了較低熱阻並且已成功應用于高功率高壓變頻器和固態繼電器。

　　DBC工藝

　　DBC基板的製造是使用一種特別的熱熔式粘合方法，一塊已有一層薄氧化銅(氧化于熱處理時或之前)的銅片與Al2O3陶瓷密貼並於1065℃至1085℃的溫度下受熱 (圖1和圖2)。

 

　圖1 氧和氧化銅的共晶

　









共晶熔化體與陶瓷結合而銅片則仍然是固態。Al2O3陶瓷的卓越濕性是基於以下反應：

CuO + Al2O3 = Cu Al2O4

　　以下的特性，使DBC能取代用於多晶片功率模組的傳統物料。

　　- 儘管銅層相當厚(0.3mm)，熱膨脹係數仍然很低(7.2×10-6);

　　- 銅具高抗剝強度 (>50N/cm);

　　- 由於厚銅片的高效率散熱和銅直接接合於陶瓷，基板的熱阻非常低;

　　- 高機械和環境穩定性。

圖2 DBC工藝

　

　圖3 氧化鋁(左圖)和氮化鋁切面

基板的橫切面(圖3)顯示氧化鋁(24 W/mK)與氮化鋁基板(180W/mK)的緊密接觸面。

作者：Electro-Thermo公司 Alfred Dehmel，Dr. Jürgen Schulz-Harder，Alexander Roth，Ingo Baumeister   時間：2009-03-04  來源:電子產品世界