低溫共燒陶瓷基板上的直接鍍銅DPC陶瓷材料

現(xiàn)如今在使用的陶瓷基板或底座通?；阢y印刷、直接鍵合銅陶瓷DBC或LTCC低溫共燒陶瓷、HTCC高溫共燒陶瓷技術(shù)。
1、由于絲網(wǎng)印刷工藝的限制，Ag印刷、LTCC和HTCC基板的分辨率和導(dǎo)電材料厚度較差，較差的分辨率使這些材料難以用于高密度和倒裝芯片器件設(shè)計(jì)，并且相關(guān)的更薄的導(dǎo)電材料（通常<20um）限制了設(shè)計(jì)的額定功率。
2、DBC目前廣泛應(yīng)用于電源電路設(shè)計(jì)，但由于覆銅工藝要求，需要300um以上的銅層厚度。任何較低銅厚度的設(shè)計(jì)都應(yīng)該進(jìn)行額外昂貴的研磨。此外，DBC材料難以提供給多層走線設(shè)計(jì)。

為了高功率和高器件密度應(yīng)用提供具有多層陶瓷基板的解決方案。此外，還要考慮材料特性，金屬/陶瓷的附著力，以下是開發(fā)所需的材料特性：
1、低電阻材料：銅；
2、厚度超過3盎司的厚跡線材料；
3、用于TSV電鍍（鉆孔AI2O3/AIN基板）或非收縮LTCC材料的高導(dǎo)熱性和穩(wěn)定性陶瓷；
4、高金屬跡線分辨率，線寬和間距僅為50um；
5、良好的金屬/陶瓷粘合均勻性和強(qiáng)度要求，金屬/陶瓷之間的空隙<1%；粘合強(qiáng)度>2kg/2*2mm；

金屬痕跡電鍍：針對(duì)微量金屬的高分辨率和更低材料電阻的要求，我們引入了電鑄直接鍍銅DPC技術(shù)。

使用鈦?zhàn)鳛殂~和陶瓷之間的組合/緩沖層將第一層銅濺射在陶瓷基板上，以提供良好的粘合強(qiáng)度和穩(wěn)定性。第二種銅是通過電鑄工藝制成的，以將其厚度增加到3到5盎司。（100um~150um）金屬跡線電鍍的關(guān)鍵技術(shù)是濺射層的材料控制和電鍍過程中第二銅層的應(yīng)力釋放。

多層陶瓷基板：對(duì)于雙層設(shè)計(jì)，我們使用帶有導(dǎo)電通孔設(shè)計(jì)的燒結(jié)AI2O3或者AIN陶瓷基板，通孔由激光鉆孔制成。正面和背面的導(dǎo)電通過以下電鍍工藝連接。

該工藝的關(guān)鍵技術(shù)是過孔的穩(wěn)定性，我們必須確保高溫激光鉆孔過程中的通孔清潔、雜質(zhì)去除和材料變化得到很好的控制。

對(duì)于三層以上的設(shè)計(jì)，使用不收縮的LTCC。不收縮的LTCC的尺寸失配可以控制在100um以內(nèi)，比普通的LTCC/HTCC好很多，通過后續(xù)DPC工藝的修正，可以將金屬跡線的公差控制在<30um。該工藝的關(guān)鍵技術(shù)是不收縮的LTCC技術(shù)和DPC金屬在LTCC材料上的附著力。
【文章來源：展至科技】

審核編輯 黃昊宇