RECENT DEVELOPMENTS OF DIRECT BONDED COPPER(DBC)SUBSTRATES FOR POWER MODULES

DBC substrates are the standard circuit boardsfor power modules. Using the DBC technologythick copper foils (0.125mm - 0.Tmm) arecladded to Alumina or Aluminum Nitride,The strong adhesion of the copper to ceramicbond reduces the thermal expansion coefficientin horizontal direction only slightly above theTEC of the ceramic itself. This allows directsilicon attach of large dies without using TECcontrolling layers.As DBC technology is using copper foils,integralleads overhanging the ceramic can be realized...

车用碳化硅功率模块的电热性能优化与评估

由于在开关速度、温度特性和耐压能力等方面的优势,SiC(silicon carbide)功率模块开始逐步应用于电动汽车的电机控制器。电机控制器是电动汽车的核心部件,对功率模块的电热特性要求较高,因此对SiC封装提出了很大的挑战。以主流的HybridPACK Drive模块封装为例,优化设计了模块的驱动回路和DBC(direct bonded copper)布局,并引入了铜线键合技术,协同优化了模块的电热性能和可靠性。此外,采用响应面法优化了椭圆形Pin-Fin散热基板,提升了模块的散热性能。最后,分别制造了优化前、后的SiC功率模块样机作为对比,搭建了双脉冲和功率对拖实验平台,评估了2种方案的电热性能。实验结果显示,当芯片交错距离为芯片宽度的1/2时,所优化的功率模块可以在兼顾电性能的同时,实现更优异的热性能。

DBC气氛网带炉的设计与应用

针对目前蓬勃发展的DBC技术,而专门研制的气氛网带烧结炉,可用于DBC的高温烧结及预氧化,同时,该气氛网带烧结炉关键点的氧含量均可控可调,充分满足了DBC的整个流程工艺。

直接敷铜工艺制备Cu/AlN材料的界面结构及结合性能

通过直接敷铜(DBC)工艺,在AlN陶瓷基板表面于1 000~1 060℃的敷接温度下制备Cu/AlN材料,利用机械剥离机、场发射扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了Cu/AlN的界面结合强度、界面微观形貌和物相组成。结果表明:铜箔和AlN陶瓷基板间的结合强度超过了8.00N·mm^(-1),铜箔和AlN陶瓷之间存在厚度约为2μm的过渡层,过渡层中主要含有Al_2O_3、CuAlO_2和Cu_2O化合物;随着敷接温度升高,Cu/AlN的界面结合强度逐渐增大。

新型陶瓷/金属化合物基板——直接敷铜板

直接敷铜(DBC)板是用于电子学封装的一种陶瓷/金属化合物基板。这种DBC板适用于光电子学封装的采集排列制作,并可提供无源对准、好的热导率、CTE匹配及良好的可靠性。本文介绍了采用DBC板的光电子学封概念布线、制作和应用。

Al_2O_3基板直接敷铜法的敷接机理研究

本文采用直接敷铜工艺，１０７０℃流动氮气氛下保温３ｈ制得当了强度达１１．５ｋｇ／ｃｍ＾２的直接铜ＡＩ２Ｏ３基板。介面产物ＣｕＡＩＯ２的形成是获得较高结合强度的关键，敷接温度下，在界面上产生了能很好润湿ＡＩ２Ｏ３表面的Ｃｕ〖Ｏ〗共晶液体，并反应生连续的ＣｕＡｌＯ２层降温时，共晶液体从Ｃｕ侧开始固化并淀析出ＣｕＯ２颗９粒，当固化前沿与ＣｕＡｌＯ２层相遇时，液相参与的界面反应停止，冷却至室温。

直接敷铜Al_2O_3陶瓷基板的界面产物研究

直接敷铜Ａｌ２Ｏ３基板已被广泛应用于大功率场合．本文通过Ｃｕ箔表面预氧化生成Ｃｕ２Ｏ的方法引入氧，１０７０℃在Ｃｕ箱和Ａｌ２Ｏ３基板界面上所产生的Ｃｕ－Ｃｕ２Ｏ共晶液体促进了二者的牢固结合．流动氮气氛下保温１ｈ，观察到了明显的界面产物层．ＳＥＭ和ＸＲＤ的分析表明，界面产物相为ＣｕＡｌＯ２．

车用SiC半桥模块并联均流设计与试制

SiC芯片并联均流是影响车用SiC半桥模块可靠性的关键问题。寄生电感的不一致是造成芯片间电流不均衡的主要原因。首先,在ANSYS Simplorer中建立了芯片双脉冲仿真电路,分别研究了漏极、源极和栅极寄生电感对芯片间均流性的影响。然后,采用混合优化的均流方法设计并制作了一个多芯片并联的SiC半桥模块,其中,功率端子采用双端结构以减小寄生电感;栅极采用开尔文连接结构以提高芯片开关速度;对芯片位置进行优化使各并联回路的寄生电感尽可能均匀分布。在ANSYS Q3D中提取的主回路寄生电感为6.5 nH;在Simplorer中进行仿真,电流不均衡度小于3%。实物测试结果表明,主回路寄生电感为10 nH,电流不均衡度小于5%,验证了该车用SiC半桥模块并联均流设计的可行性。

氮化铝基陶瓷覆铜板的制作及其应用

AlN陶瓷是一种共价键较强的非氧化合物,具有良好的化学稳定性,因此A1N陶瓷很难在高温和氧气氛下与Cu直接键合制成氮化铝基陶瓷覆铜板(AlN DBC基板)。若在A1N基片表面上预制一定厚度、且非常致密的Al_2O_3层后,就能借鉴Cu箔和Al_2O_3基片高温键合工艺制作性能优良的AlN DBC基板。本文简要阐述了银河公司在制作AlN DBC基板过程中采用的化学氧化法,高温氧化法,循环温差交替降温法,磁控溅射法等工艺技术,还简要介绍了本公司生产的AlN DBC基板的规格和主要技术参数及其在电力半导体模块中的应用实例。

功率IGBT模块中的材料技术

介绍了功率IGBT模块封装中所用到的氮化铝DBC技术和铝碳化硅技术,通过对其材料特性、技术特点分析以及其对IGBT模块性能的影响分析,说明了氮化铝DBC和铝碳化硅在未来高压大功率IGBT模块发展中的作用和发展趋势。

氮化铝基陶瓷覆铜板的制作及其应用

氮化铝（AlN）陶瓷是一种共价键较强的非氧化合物，具有良好的化学稳定性，因此AlN陶瓷很难在高温和氧气氛下与铜（Cu）直接键合制成氮化铝基陶瓷覆铜板。若在AlN基片表面上预制一定厚度、且非常致密的氧化铝（Al2O3）层后，就能借鉴Cu箔和Al2O3基片高温键合工艺制作性能优良的AlN DBC基板。文中简要阐述了银河公司在制作AlN DBC基板过程中采用的化学氧化法，高温氧化法，循环温差交替降温法，磁控溅射法等工艺技术，还简要介绍了本公司生产的AlN DBC基板的规格和主要技术参数及其在电力半导体模块中的应用实例.