DBC和AMB覆铜陶瓷基板有何不同？

近年来，随着新能源行业的迅猛发展，半导体功率模块得到了广泛的应用。功率模块一般应用在大功率大电压环境中，相较于通常的电子应用领域，其对载板的电流载流能力、绝缘耐压能力、以及高效散热能力有着更高的要求。而覆铜陶瓷基板的高载流、高耐压、高散热的特点，恰好满足了功率模块的应用需求。

覆铜陶瓷基板按工艺分可以一般可分为DBC(Direct bonded copper直接覆铜陶瓷基板)、DPC(Direct plated copper，直接电镀陶瓷基板)、AMB(Active metal brazing，活性金属钎焊陶瓷基板)等。其中DBC和AMB覆铜陶瓷基板在半导体功率模块中被大量应用。

DBC陶瓷基板►  

DBC陶瓷基板一般是在Al2O3陶瓷上直接覆铜。首先需要将铜箔(Cu)做氧化处理，然后将Al2O3陶瓷片和处理后的铜箔压合，铜箔在1065°C形成CuO共晶相，进而与Al2O3陶瓷片发生反应生成CuAO2或Cu(AO2)2，实现铜箔与陶瓷间共晶键合。如果是AlN陶瓷，则需要预先在AlN陶瓷表面做氧化处理，生成Al2O3，再进行覆铜。

其工艺流程如下图所示。

DBC结构图

DBC切面图

得益于铜箔与陶瓷间共晶键合强度较高，DBC基板的铜厚一般可以做到100μm-600μm，同时陶瓷和铜具有良好的导热性，DBC基板的热稳定性也很好，广泛应用于各种IGBT功率模块、激光器(LD)和光伏(PV)等器件封装散热中。

AMB陶瓷基板 ►  

AMB 陶瓷基板则是利用含少量活性元素的金属钎焊料，将铜箔与陶瓷片间紧密焊接起来。AMB钎焊料中添加的少量活性元素具有高活性，可提高钎焊料熔化后对陶瓷的润湿性，使陶瓷表面无需金属化就可与金属实现良好焊接。

其工艺流程如下图所示。

AMB结构图

AMB切面图

通过钎焊实现陶瓷表面覆铜的AMB基板，相比DBC基板，其结合强度更高，可靠性也更好。AMB基板中的陶瓷一般是Si3N4陶瓷和AlN陶瓷，二者的导热性能(Si3N4 AMB>80W/m·K, AlN AMB>170 W/m·K)远高于Al2O3 DBC(24W/m·K)。另外Si3N4 AMB还拥有出色的机械强度。

近年来，新能源汽车的爆发式发展，也带来了车规功率模块需求的快速增长。同时SiC功率器件也逐渐走向成熟，并开始大规模应用，也推动着功率模块的功率密度不断地提高。因此也对封装材料的散热性能、机械强度、可靠性提出了更高的要求。AMB陶瓷基板，尤其是Si3N4 AMB 陶瓷基板很好地满足了车规SiC功率模块的性能需求。

来源：威斯派尔