Le differenze tra substrati DBC e substrati DPC sono significative in termini di processi di produzione, vantaggi e svantaggi e caratteristiche dell'applicazione.
1. Diversi processi di produzione
Substrato DBC (substrato in ceramica in rame incollato diretto):
Principio: l'ossigeno viene introdotto tra il rame e la ceramica, formando un liquido eutettico Cu-O a temperature tra 1065 ° C e 1083 ° C. Questa reazione produce fasi intermedie (come Cualo₂ o Cual₂o₄), raggiungendo un legame metallurgico chimico tra la piastra di rame e il substrato ceramico. Il circuito viene quindi formato usando la fotolitografia.
Struttura: il substrato ceramico DBC è costituito da tre strati, con il materiale isolante medio principalmente Al₂o₃ o Aln.
Passaggi chiave: il controllo preciso della temperatura eutettica e del contenuto di ossigeno è cruciale. Il trattamento di pre-ossidazione del foglio di rame è la chiave per formare un legame ad alta resistenza.
Substrato DPC (substrato in ceramica in rame placcata diretta):
Principio: il substrato in ceramica è pre-pulito e uno strato di semi di rame viene sputato sul substrato ceramico usando processi a semiconduttore. Il modello di circuito viene quindi creato attraverso processi di fotolitografia come esposizione, sviluppo, incisione e rimozione del film. Infine, lo spessore del circuito di rame viene aumentato attraverso l'elettroplatura o la placcatura chimica.
Struttura: è costituito da un substrato ceramico e uno strato di cablaggio in metallo, con uno strato di transizione (come TI, CR, NI) spesso aggiunto tra il metallo e la ceramica per migliorare la resistenza al legame.
Passaggi chiave: elettroplazione tramite la tecnologia di riempimento, utilizzando l'alimentazione a impulsi per l'elettroplatura per migliorare l'efficienza della deposizione e la qualità della placcatura.
2. Diversi vantaggi e svantaggi
Substrato DBC:
Vantaggi:
Eccellente conduttività termica, forte isolamento e alta affidabilità.
Ampiamente utilizzato nell'imballaggio IGBT, LD e CPV, in particolare nelle applicazioni che richiedono un foglio di rame spesso.
Svantaggi:
Processo ad alta temperatura (1065 ° C), che richiede apparecchiature avanzate e controllo del processo, portando a costi più elevati.
I micro-danni possono formarsi tra Al₂o₃ e lo strato Cu, riducendo la resistenza agli shock termici.
Substrato DPC:
Vantaggi:
Processo a bassa temperatura (inferiore a 300 ° C), evitando gli effetti avversi delle alte temperature sui materiali o sulle strutture dei circuiti, riducendo i costi di produzione.
Linee metalliche fine, adatte per l'imballaggio elettronico per dispositivi che richiedono una precisione ad alta allineamento.
Svantaggi:
Spessore limitato di strati di rame elettroplati e significativo inquinamento da rifiuti elettroplativi.
Una minore forza di legame tra lo strato metallico e la ceramica, con conseguente minore affidabilità nelle applicazioni.
3. diverse caratteristiche dell'applicazione
Substrato DBC: a causa della sua eccellente conduttività termica, isolamento e affidabilità, i substrati DBC sono ampiamente utilizzati nei moduli elettronici di potenza, fungendo da vettori per IGBT, chip di diodi, resistori, chip SIC, ecc. Il suo spesso strato di metallo e la forza di legame elevato lo rendono particolarmente idoneo per il dispositivo ad alta corrente e ad alta potenza.
Substrato DPC: sebbene la forza di legame tra lo strato metallico e la ceramica sia inferiore, i substrati DPC hanno vantaggi nella confezione elettronica dei dispositivi che richiedono una precisione ad alta allineamento a causa del loro processo a bassa temperatura e delle capacità di fabbricazione della linea fine. Con i progressi tecnologici in corso, i substrati DPC vengono sempre più utilizzati nella confezione LED IGBT, LD e ad alta potenza.
I substrati DBC e DPC hanno ciascuno i propri punti di forza e di debolezza in termini di processi di produzione, vantaggi e svantaggi e caratteristiche dell'applicazione. La scelta tra di loro dipende da specifici scenari di applicazione e requisiti di prestazione.
