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DBC是一种基于氧化铝陶瓷基板金属化的工艺，最早出现于20世纪70年代。它是采用含氧共晶液态铜直接与陶瓷敷设技术。其基本原理是先通过预氧化的方法将氧引入到铜箔中，在1065~1083℃范围内，铜与氧形成Cu-O共熔液，与陶瓷基板和铜之间的氧化铝结合物发生化学反应。挫败。
DBC工艺
1、DBC陶瓷基板铜箔预氧化的难度。
为了实现直接覆铜法铜箔与陶瓷基板的可靠敷设，必须在两者之间形成一层铜氧共晶液相，这就需要在铜箔与陶瓷基板之间引入氧。 DBC 工艺中通常使用热氧化将氧气引入铜中，形成非常薄（约几微米）的氧化层。
铜箔预氧化流程图
该方法虽然可以实现铜箔和Al2O3/AlN陶瓷基板的铺设，但是：
2、铜箔预氧化层的影响因素。
直接覆铜技术中的铜箔预氧化过程需要通过控制氧化气氛中的氧含量来控制氧化产物的物相，同时还需要控制氧化膜的厚度。国内学者研究了预氧化温度和氧分压对铜箔氧化层物相和厚度的影响。
(1)预氧化温度。
下图为相同条件下（氧分压500×10-6，时间1h）预氧化处理后的铜箔表面氧化物的拉曼光谱。 400~800℃预氧化处理，拉曼光谱对应Cu2O，900℃预氧化处理，拉曼光谱对应Cu2O，900℃预氧化处理，拉曼光谱对应CuO。
不同温度氧化铜箔表面氧化膜的拉曼光谱
如下图所示，在400~600℃范围内，随着温度的升高，氧化膜的厚度基本上随温度的升高而线性增加，当预氧化温度升高到600℃以上时，因为初始氧化层阻碍了氧化过程，氧化膜厚度生长速率开始减慢，氧化速率的决定因素从化学反应机制转变为离子扩散机制。
预氧化温度与氧化膜厚度关系曲线
(2)氧分压。
下图为相同条件（温度600℃，时间1h）下不同氧分压（100×10-6~800×10-6）氧化的铜箔表面氧化膜的罗马谱。将铜箔在不同氧分压下进行预氧化，在100*10-6~700*10-6范围内，铜箔预氧化得到的表面氧化膜为Cu2O，当将氧分压升高至800*1-1，铜箔样品表面出现CuO相。
不同氧分压氧化铜箔表面氧化膜的拉曼光谱
下图为铜箔表面氧化膜厚度随氧分压的变化曲线。氧化膜的厚度随着氧分压的增加而线性增加。
氧分压与氧化膜厚度曲线
随着氧分压的增加，铜箔表面的氧化速度加快，氧化膜不断增厚，铜箔表面的Cu2O薄膜与热膨胀系数的差异产生的应力。基体Cu来不及释放，导致铜箔表面氧化膜开始起泡、疏松，造成部分铜箔失效。据文献报道，通常将界面反应层的厚度控制在2-6um范围内，可以获得具有良好导热性和界面结合力的基材。
不同氧分压预氧化后铜箔表面氧化膜形貌
DBC陶瓷基板在实际应用中具有诸多优点，但制备过程中需严格控制共晶温度和氧含量，对设备和过程控制要求较高。
本文转载自cmpe360.com
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