전자 패키징의 경우 세라믹 기판은 내부 및 외부 방열 채널을 연결하고 전기적 상호 연결과 기계적 지지를 모두 연결하는 데 중요한 역할을 합니다. 세라믹 기판은 높은 열전도율, 우수한 내열성, 높은 기계적 강도 및 낮은 열팽창 계수의 장점을 가지고 있으며 전력 반도체 장치 패키징을 위한 일반적인 기판 재료입니다.

세라믹 기판은 구조와 제조공정에 따라 5가지로 분류된다.

1. 고온 동시 소성 다층 세라믹 기판(HTCC)

2. 저온 동시 소성 세라믹 기판(LTCC)

3. 후막 세라믹 기판(TFC)

4. 직접 접합된 구리 세라믹 기판(DBC)

5. 직접 도금 구리 세라믹 기판(DPC)

   
   

다양한 생산 공정

Direct Bonded Copper (DBC) 세라믹 기판은 구리와 세라믹 사이에 산소를 첨가하여 1065~1083℃ 사이에서 Cu-O 공융 용액을 얻은 다음 중간상(CuAlO2 또는 CuAl2O4)을 얻기 위한 반응을 통해 화학적 야금학적 조합을 구현함으로써 생성됩니다. Cu 플레이트와 세라믹 기판의 결합, 그리고 최종적으로 회로를 형성하기 위한 리소그래피 기술에 의한 그래픽 준비를 실현합니다.

DBC 기판의 열팽창 계수는 LED 에피택시 재료의 열팽창 계수와 매우 유사하여 칩과 기판 사이에 발생하는 열 응력을 크게 줄일 수 있습니다.

DPC(Direct Plated Copper) 세라믹 기판은 세라믹 기판에 구리층을 스퍼터링한 다음 노출, 에칭, 필름 제거를 거쳐 마지막으로 전기 도금 또는 화학 도금을 통해 구리선의 두께를 늘립니다. 금속화 라인이 완성됩니다.

다른 장점과 단점

DBC 세라믹 기판의 장점

동박은 전기 및 열 전도성이 좋기 때문에 DBC는 열 전도성, 절연성, 신뢰성이 우수한 장점이 있어 IGBT, LD 및 CPV 패키지에 널리 사용되었습니다. 특히 두꺼운 동박(100~600μm)으로 인해 IGBT 및 LD 패키징 분야에서 분명한 이점이 있습니다.

DBC 세라믹 기질의 단점

생산 공정은 고온에서 Cu와 Al2O3 사이의 공융 반응을 사용하므로 높은 수준의 생산 장비와 공정 제어가 필요하므로 비용이 많이 듭니다.

Al2O3와 Cu 층 사이에 쉽게 발생하는 미세 기공으로 인해 제품의 내열 충격성이 감소하므로 이러한 단점은 DBC 기판 홍보의 병목 현상이 됩니다.

DPC 세라믹 기판의 장점

저온 공정(300°C 이하)을 사용하여 재료 또는 라인 구조에 대한 고온의 악영향을 완전히 방지하고 제조 공정 비용도 절감합니다.

박막 및 포토리소그래피 기술을 사용하여 금속 라인의 기판이 미세해지기 때문에 DPC 기판은 전자 장치 패키징에 대한 고정밀 요구 사항을 정렬하는 데 이상적입니다.

DPC 세라믹 기판의 단점

전기 도금된 증착된 구리 층의 제한된 두께 및 전기 도금 폐액의 높은 오염.

금속층과 세라믹의 결합력이 낮아 적용시 제품의 신뢰성이 낮다.