罗杰斯curamik®陶瓷基板常见问题解答（第一期）

时间： 2024-07-18 来源：ROGERS（罗杰斯先进电子解决方案公众号）

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近年来，随着电力电子行业的迅猛发展，金属化陶瓷基板作为应用于该领域的重要材料也被越来越多的从业人员熟知。为此，ROGERS特推出两期关于curamik®陶瓷基板的常见问题汇总，内容涵盖陶瓷基板基础常识、材料信息、设计选型、工艺解读、市场应用及罗杰斯产品订购等相关内容。本文为第一期，主要涉及陶瓷基板的基础常识和材料信息等问题，欢迎您持续关注！

Q1、DBC和AMB缩写分别代表什么？

A、DBC代表直接键合铜，AMB代表活性金属钎焊。这两个缩写均指将相对较厚的铜片（通常为0.2毫米以上）附着在陶瓷平板上的连接技术。这两项技术可用于生产金属化陶瓷基板。

Q2、金属化陶瓷基板有什么作用？

A、金属化陶瓷基板可根据需要承载多个功率半导体器件并与其互连，所形成的电子组件被称为功率模块或多芯片封装。

Q3、DBC和AMB之间主要有什么区别？

A、AMB要采用活性金属将铜钎焊在陶瓷上，而DBC技术无需额外的材料也可将铜和陶瓷直接键合。

Q4、DBC和AMB基板将以哪种形式交付？

A、DBC和AMB基板通常以单件形式交付。但对于批量生产，也可以使用包含多个单件基板的板材。此时单件基板通常制成矩形，交货后再由客户割开。此外，为了便于分离，也可以采用激光技术进行预切割。

Q5、板材上的基板如何排列？

A、所有基板沿相同方向对齐排列，这样可以最大程度利用总表面积。但也可应要求提供其他安排。

Q6、基板都有哪些形状？

A、矩形是生产成本最低且最常见的形状。也可以选择其他形状，但可能会产生额外的生产成本。

Q7、哪种陶瓷适用于DBC和AMB？

A、DBC技术仅适用于氧化物陶瓷，例如氧化铝（Al2O3）和氧化锆掺杂氧化铝（也称为HPS）。非氧化物陶瓷必须先氧化，然后才能通过DBC技术与铜键合。氮化铝（AlN）可制成DBC或AMB基板，而氮化硅（Si3N4）仅能用作AMB基板。

Q8、AMB也能与氧化物陶瓷一起使用吗？

A、是的。但是，DBC的效果比较令人满意，而且成本更低，因此是将厚铜与氧化物陶瓷连接起来的成熟技术。

Q9、设计新基板时要考虑的最重要的陶瓷性能是什么？

A、陶瓷是一种具有化学惰性的物质，并且耐腐蚀、耐湿气和耐高温，因此比在腐蚀性环境中会降解的有机电介质更受欢迎。在设计新基板时，电气、热力和机械性能同等重要。介电强度是满足隔热要求的重要影响因素，需要根据目标应用的标准、规范和规定进行设置。热导率太低不利于芯片与周围环境的热传导。当基板承受热机械应力时，其弯曲强度和断裂韧性对延长使用寿命有重要作用。

Q10、基板使用的铜材？

A、基板中使用的铜材为高纯度的无氧铜，其低的杂质含量，尤其是其中氢氧元素含量的控制，保证其可以满足电力电子行业的要求。

Q11、我该如何选择正确的基板？

A、首先，您应了解您的功率半导体器件的散热量。然后，根据芯片和环境温度，计算出所需的基板热阻。但是，铜和陶瓷的组合不一定都能达到所需的热阻。一方面，隔离电压决定了陶瓷的最小厚度。另一方面，铜与陶瓷的厚度比对可靠性有很大影响。最后，适用的标准组合将十分有限。

Q12、DBC和AMB基板是否适用于高压应用？

A、DBC基板非常适合工作电压高达1.7kV的应用。至于工作电压更高的工况，为满足相关的隔离要求，需要使用较厚的陶瓷层。因其高导热率可以抵消所增加的厚度，因此常常使用AlN。此外，在这种应用条件下，抗局部放电性能特别重要。因此，就这一点而言，除非铜和陶瓷之间的界面空隙可消除，否则AMB优于DBC技术。

Q13、罗杰斯基板有哪些标准组合？

A、请参考罗杰斯的设计规则检验标准组合的适用性。

Q14、DBC和AMB基板可以存储多长时间？

A、在打开密封托盘包装之前，基板可在22℃+/-5℃的条件下直接存储在空气环境中，或者在打开密封托盘包装之后存储在纯氮气环境中，最长能储存12个月（如托盘标签所示）。如在生产车间，应在打开密封托盘包装后的24小时内对基板进行处理。

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