用于高功率发光二极管的覆铜陶瓷基板研究-EDA365

过去几年封装型发光二极管的功率密度增加了，同时模块的寿命要求亦增加了。这样就带出了对改进基板导热性和可靠性的新要求，以超越标准FR4或绝缘金属基板。覆铜陶瓷(DCB)基板提供了较低热阻并且已成功应用于高功率高压变频器和固态继电器。

DCB工艺

DCB基板的制造是使用一种特别的热熔式粘合方法，一块已有一层薄氧化铜(氧化于热处理时或之前)的铜片与Al2O3陶瓷密贴并于1065℃至1085℃的温度下受热 (图1和图2)。

图1 氧和氧化铜的共晶

共晶熔化体与陶瓷结合而铜片则仍然是固态。Al2O3陶瓷的卓越湿性是基于以下反应：CuO + Al2O3 = Cu Al2O4

以下的特性，使DCB能取代用于多芯片功率模块的传统物料。

- 尽管铜层相当厚(0.3mm)，热膨胀系数仍然很低(7.2×10-6);

- 铜具高抗剥强度 (>50N/cm);

- 由于厚铜片的高效率散热和铜直接接合于陶瓷，基板的热阻非常低;

- 高机械和环境稳定性。

图2 DCB工艺

图3 氧化铝(左图)和氮化铝切面

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