DBA直接覆铝陶瓷基板：功率器件封装材料来势汹汹！！

随着电子技术的飞速发展，各种新型材料也不断涌现。其中，直接覆铝陶瓷基板（DBA基板）因其优良的性能表现备受瞩目，成为电子行业中备受关注的材料之一。今天，我们就来一起探讨DBA基板的特点和应用前景。

1、特性验证对比

本文还将以AMB氮化硅覆铜陶瓷基板与DBA 氮化铝覆铝基板进行性能对比研究：

本研究选择SAM声波扫描检查界面空洞率、键合强度、高压局部放电性能、热循环可靠性、表面可焊性等性能进行对比验证测试。

2、载板超声波扫描空洞率验证

选取的氮化硅AMB载板与氮化铝DBA载板，对母板样品，尺寸为138×190mm，经表面清洗及图形转移、图形蚀刻后，进行超声波扫描，检查样品界面处的焊接空洞率，如下图2为AMB载板与DBA载板大尺寸母板的键合界面扫描图，所用设备为Insight SAM声波扫描显微镜，图中可得AMB覆铜陶瓷载板与DBA陶瓷载板其界面空洞率均＜0.5%，AMB与DBA载板样品均具有超卓的焊合效果。

3、键合强度测试

氮化硅AMB载板母板与氮化铝DBA样品母板，样品制备成测试条图形，速度设定50mm/min，图形样品金属层宽度5mm，90°垂直向上剥离测试。采用剥离测试机为HY-BL型号，剥离样品剥离测试示意图如下图3。

从表2中可得，样品测试过程中，AMB样品均完成铜层与氮化硅陶瓷间的剥离，其剥离强度值达到13.97~14.63N/mm；DBA样品在测试过程中，随着夹头牵引铝层，进行缓慢提升，其剥离力急剧增长，达到设备极限98.0N时，设备迅速急停，发现铝层并未均匀拉起，铝层剥离测试时出现急剧颈缩，并断裂。可以判断，DBA金属铝层与氮化铝陶瓷间的键合强度值大于铝层的抗拉强度，估算其剥离强度＞19.6N/mm。

4、载板局部放电性能验证

选取的氮化硅AMB载板与氮化铝DBA载板，该样品图形具有等效平板电容特征。在氟油中，局部放电测量仪的高压电极连接载板一面，载板另一面连接接地金属平板，如图4所示。分别在4.5kV、7.0Kv、9Kv的高压下进行持续时间为1min的绝缘局部放电测试。检测AMB覆铜载板与DBA直接覆铝载板的在高压条件下max局部放电量，进行性能对比，根据国际电工协会标准，以局部放电量＜10pC 为判断标准进行评价。

从上表可得，氮化硅AMB载板与氮化铝DBA载板，在4.5Kv持续1min条件下，均满足局部放电量＜10pC的要求；在7.0Kv持续1min测试中，DBA载板仍然保持良好的局部放电特性，局部放电量＜10pC，AMB载板的局部放电量激增数百倍，测试的样品中局部放电量均大于1000pC；针对DBA样品继续升压进行9.0Kv持续1min条件下测试，DBA载板局部放电量＜10pC，高压条件下，氮化铝DBA载板局部放电性能优于氮化硅AMB载板。

5、热循环可靠性验证

选取的氮化硅AMB载板与氮化铝DBA载板，置于TSE-12-A型号冷热循环试验箱中，进行热循环可靠性测试，测试条件为，-55℃/30min~150℃/30min中间转换时间小于60s，热循环测试3000次后，采用Insight SAM声波扫描显微镜进行界面检查。可知，氮化硅AMB载板与氮化铝DBA载板，均具有良好的热循可靠性。3000次热循环测试并未影响键合区的强度，陶瓷保持完整。

图5 (a) 氮化硅AMB载板0次热循环SAM超声波扫描图,(b) 氮化铝DBA载板0次热循环SAM超声波扫描图,(c) 氮化硅AMB载板3000次热循环SAM超声波扫描图, (d) 氮化铝DBA载板3000次热循环SAM超声波扫描图

6、表面可焊性验证

选取的氮化硅AMB载板与氮化铝DBA载板样品，分别进行化镀镍金，Ni层厚度为3.0~7.0μm，金层厚度为0.025~0.045μm，进行表面可焊性测试。