電子パッケージングの場合、セラミック基板は、内部および外部の熱放散チャネルを接続するだけでなく、電気的相互接続と機械的サポートの両方で重要な役割を果たします。セラミック基板は、熱伝導率が高く、耐熱性が高く、機械的強度が高く、熱膨張率が低いという利点があり、パワー半導体デバイスのパッケージング用の一般的な基板材料です。

セラミック基板は構造や製造工程から5種類に分類されます。

1. 高温同時焼成多層セラミック基板 (HTCC)

2. 低温同時焼成セラミック基板（LTCC）

3. 厚膜セラミック基板（TFC）

4. 直接接合銅セラミック基板（DBC）

5. 直接メッキ銅セラミック基板（DPC）

   
   

さまざまな生産プロセス

直接結合銅（DBC）セラミック基板は、銅とセラミックの間に酸素を加えて 1065 ～ 1083℃の Cu-O 共晶溶液を得てから生成され、その後反応して中間相（CuAlO2 または CuAl2O4）を得て、化学冶金の組み合わせを実現します。銅板とセラミック基板を積層し、最後にリソグラフィー技術による図形作製を実現し、回路を形成します。

DBC 基板の熱膨張係数は、LED エピタキシャル材料の熱膨張係数に非常に近く、チップと基板の間に発生する熱応力を大幅に低減できます。

直接めっき銅（DPC） セラミック基板は、セラミック基板上に銅層をスパッタリングし、露出、エッチング、フィルム除去を行い、最後に電気めっきまたは化学めっきによって銅線の厚さを増やし、フォトレジストを除去した後、メタライズライン完成。

さまざまな利点と欠点

DBCセラミック基板のメリット

銅箔は電気伝導性と熱伝導性に優れているため、DBC は熱伝導性、絶縁性、信頼性が高いという利点があり、IGBT、LD、CPV のパッケージに広く使用されています。特に厚い銅箔 (100~600μm) により、IGBT および LD パッケージの分野で明らかな利点があります。

DBC セラミック基板の欠点

製造プロセスはCuとAl2O3を高温で共晶反応させるため、高度な製造設備や工程管理が必要となり、コストが高くなります。

製品の耐熱衝撃性を低下させる Al2O3 層と Cu 層の間のマイクロポアシティが容易に生成されるため、これらの欠点が DBC 基板促進のボトルネックになります。

DPC セラミック 基板の利点

低温プロセス（300℃以下）を採用しているため、材料や配線構造への高温による悪影響を完全に回避し、製造プロセスのコストも削減できます。

薄膜とフォトリソグラフィー技術の使用により、金属線上の基板がより細かくなるため、DPC基板は電子デバイスのパッケージングの高精度要件の位置合わせに最適です。

DPCセラミック基板のデメリット

電気めっきされた堆積銅層の厚さが制限されており、電気めっき廃液の高汚染。

金属層とセラミックス間の結合強度が低く、適用時の製品の信頼性が低い。