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半導体電子技術の発展に伴い、セラミック基板と金属回路層が形成されます。電子パッケージングでは、高出力かつ小型の LED デバイスの放熱要件がますます高くなっています。パッケージング基板は、前段と内部および外部の放熱チャネルを接続する上で主な重要な役割を果たし、電気的相互接続と機械的サポートの機能を備えています。したがって、LEDパッケージの放熱基板材料の重要な選択になります。
セラミック基板は、高温同時焼成多層セラミック基板(HTCC)、低温同時焼成セラミック基板(LTCC)、厚膜セラミック基板(TFC)、直接接合銅セラミック基板(DBC)、直接めっきに分類できます。銅セラミック基板(DPC)など
このうち、直接接合銅セラミック基板と直接めっき銅セラミック基板は一言の違いですが、この2種類の違いは何でしょうか。
DPCプロセスは、セラミック基板を前処理および洗浄し、半導体プロセスを使用してセラミック基板上に銅シード層を塗布し、露光、現像、エッチングおよびフィルムによってラインパターンを実現します。最後に、電気めっきまたは化学めっきによって銅線の厚さが増加し、フォトレジストを除去した後にメタライズ線の製造が完了します。
DBCプロセスは、銅とセラミックの間に酸素元素を添加し、1065〜1083℃でCu-O共結晶液体を得て、その後反応して中間相(CuAIO2またはCuAI2O4)を取得し、Cuプレートとセラミックの化学冶金学的組み合わせを実現します。セラミック基板。最後に、リソグラフィー技術によってグラフィックの準備が形成されます。
DBCは3層に分けることができ、中間絶縁材はプロセスAI203またはAINです。 AI203の熱伝導率は通常24W/(m-k)、AINの熱伝導率は170W/(m-k)です。 DBC 基板 Al203 / AlN の熱膨張係数は LED エピタキシャル材料の熱膨張係数に非常に近いため、チップと基板の間に発生する熱応力を大幅に軽減できます。
1) 低温プロセス (300℃ 以下) により、材料やライン構造に対する高温の悪影響が完全に回避され、製造プロセスのコストも削減されます。
2) 薄膜およびリソグラフィー開発技術を採用し、基板上の金属ラインをより微細にします (線幅サイズは 20 ~ 30 μm、表面平坦度は 0.3 μm 未満、ライン位置合わせ精度誤差は ± 1 未満) %) であるため、DPC 基板は、高い位置合わせ精度が要求される電子デバイスのパッケージングに非常に適しています。
銅箔は良好な電気伝導性と熱伝導性を有し、アルミナはCu-A1203-Cu複合材料の膨張を効果的に制御できるため、DBC基板はアルミナと同様の熱膨張係数を有し、DBCには良好な熱伝導性という利点があります。 、絶縁性、信頼性などの点で優れており、IGBT、LD、CPVパッケージに広く使用されています。特に銅箔が厚い(100~600μm)ため、IGBTやLEDのパッケージングの分野では明らかな利点があります。
1)電気めっき堆積銅層の厚さは制限されており、電気めっき廃液は高度に汚染されている。
2)金属層とセラミックスの結合強度が低く、製品の信頼性が低い。
1) 準備プロセスは高温 (1065°C) での Cu と Al2O3 の共晶反応を利用するため、高度な設備とプロセス要件が必要となり、基板のコストが高くなります。そして
2) Al2O3 と Cu 層は微多孔質になりやすいため、熱衝撃性能に対する製品の耐性が低下し、これらの欠点が DBC 基板の推進におけるボトルネックとなっています。
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