直接覆铜陶瓷基板(DBC)是一种将高绝缘性的氧化铝(AI2O3)或氮化铝(AIN)陶瓷基板覆上铜金属的新型复合材料。它是通过在高温下将铜与陶瓷表面直接结合而成的，无需中间层或粘合剂。根据陶瓷材料的不同,DBC基板可以分为氧化铝直接覆铜基板(AI2O3-DBC)和氮化铝直接覆铜基板(AIN-DBC)。如今被广泛应用于大功率电力电子模块中，如汽车电子、IGBT、激光器（LD）和聚焦光伏（CPV）等。艾邦建有陶瓷基板产业群，欢迎产业链上下游企业加入。
（DBC直接覆铜陶瓷基板 图源：华清电子）
一、DBC工艺流程、材料及原理
1、工艺流程
陶瓷基片和铜箔的清洗烘干→铜箔预处理→铜箔与陶瓷基片的高温共晶键合→冷热阶梯循环冷却→质检→按要求刻蚀图形→化学镀镍(或镀金)→质检→激光划片、切割→成品质检→真空或充氮气包装→入成品库。
虽然 DBC 基板在实际应用中有诸多优势，但在制备过程中要严格控制共品温度及氧含量，对设备和工艺控制要求较高，生产成本也较高。此外，由于厚铜刻蚀限制，无法制备出高精度线路层。
2、工艺原理
直接覆铜陶瓷基板(DBC)是在铜与陶瓷之间加入氧元素，在1065~1083℃温度间得到 Cu-O 共晶液，随后反应得到中间相（CuAlO2或CuAl2O4），从而实现Cu板和陶瓷基板化学冶金结合，最后再通过光刻技术实现图形制备，形成电路。
DBC陶瓷基板分为3层，中间的绝缘材料是Al2O3或者AIN。Al2O3的热导率通常为24W/(m·K)，AIN的热导率则为170W/(m·K)。DBC基板的热膨胀系数与Al2O3/AIN相类似，非常接近LED外延材料的热膨胀系数，可以显著降低芯片与基板间所产生的热应力。
3、材料：
DBC直接覆铜陶瓷基板应用的最常用的材料分别是氧化铝和氮化铝。
氧化铝(Al2O3)：
氧化铝绝缘性好、化学稳定性好、强度高、而且价格低，是DBC技术的优选材料，但是氧化铝的热导率低，并且与Si的热膨胀系数还有一定的热失配
氮化铝(AlN)：
AlN陶瓷比Al2O3陶瓷具有更高的热导率，在大功率电力电子等需要高热传导的器件中逐渐替代Al2O3陶瓷，应用前景广阔。AlN陶瓷还因其具有低的二次电子发射系数，被看作是功率真空电子器件输能窗口的首选材料。
二、DBC工艺特点：
直接覆铜陶瓷基板由于同时具备陶瓷的机械强度高、结合力强、防腐蚀以及优良的热循环性能和铜箔的良好导电性、导热能力，所以得到广泛应用。在近几十年里，覆铜基板在大功率电子封装方面取得了重要成就这要得益于直接覆铜基板的如下性能：
1、高绝缘性能：
由于陶瓷本身具有高绝缘性，因此可以防止电流泄漏或短路，提高电气安全性。氧化铝直接覆铜基板的绝缘强度为15kV/mm，氮化铝直接覆铜基板的绝缘强度为20kV/mm。
2、优良的热导性能：
由于铜与陶瓷之间没有中间层，因此可以有效地传导热量，提高散热效率。氧化铝直接覆铜基板的热导率为24W/mK，氮化铝直接覆铜基板的热导率为170W/mk。
3、与Si相匹配的热膨胀系数：
AIN基片的热膨胀系数和Si较接近，各类芯片可以直接焊于DBC基片上，使连接层数减少，减低热阻值。简化各类半导体结构。由于DBC基片中热膨胀系数和Si较为匹配。
4、强大的载流能力：
由于铜导体电性能优越，且有将强的载流能力，因此可以实现高功率容量。
5、可蚀刻各种图形：
与PCB基板一样可以刻蚀出各种结构的图形。
6、附着力强:
金属和陶瓷之间具有足够的附着强度。
三、应用范围
DBC陶瓷基板广泛应用于半导体致冷器，电子加热器，大功率电力半导体模块，功率控制电路，功率混合电路，智能功率组件，高频开关电源，固态继电器，汽车电子，太阳能转换器，电讯专用交换机，接收系统，激光等多项工业电子领域。其中特别是由于铜箔较厚(100~600m)，在IGBT和LD封装领域优势明显。
文章整理于网络
2025年8月26日-28日
展出2万平米、1,000个摊位、500多家展商、50,000名专业观众；汇聚IGBT/SiC功率半导体产业链；热管理材料产业链，精密陶瓷、电子陶瓷、陶瓷基板、薄膜/厚膜陶瓷电路板、陶瓷封装管壳、LTCC/HTCC/MLCC加工产业链、SOFC/SOEC隔膜等产业链上下游企业！
展会预定：
扫码添加微信，咨询展会详情
扫码添加微信，咨询展会详情
长按识别二维码关注公众号，点击下方菜单栏左侧“微信群”，申请加入交流群。
