Maitiro eDBC ekugadzira Ceramic Substrate

Maitiro eDBC (Direct Bonded Copper) anogadzira chisungo chesimbi chinogara chiripo pakati pemhangura neceramic kuburikidza neoxidation inodzorwa nekupisa kwakanyanya. Kunzwisisa maitiro aya ekugadzira kunoita kuti mainjiniya akwanise kutsanangura zvinhu zvinosangana nezvinodiwa zvekuvimbika uye kunobatsira mapoka ekutenga zvinhu kuongorora kugona kwevatengesi.

KuHighleap Electronics, tinotevedzera maitiro ekugadzira eDBC akadzorwa uye mwero wemhando yepamusoro unoenderana kuti tive nechokwadi chekuti substrate inoshanda zvakanaka pakushandisa magetsi emagetsi. Gwaro iri rinotsanangura misimboti yekutanga yekugadzirisa DBC uye rakagadzirirwa kubatsira mainjiniya kunzwisisa zviri nani zvinodiwa pakuita, kutsanangura zvinodiwa zvakakodzera, uye kuongorora vatengesi nechivimbo chikuru.

---

1) Pfupiso yeDBC Process

Maitiro eDBC anomiririra nzira yekugadzira yakagadzirwa nehunyanzvi yekugadzira maDBC substrates — mabhodhi ecircuit eceramic ane conductors dzemhangura akabatana zvakananga pamusoro peceramic pasina adhesives dzepakati. Maitiro aya akatangwa muma1970, uye ave nzira yakajairika yekugadzira maDBC substrates anoshanda zvakanyanya emagetsi emagetsi.

Kusiyana nekugadzirwa kwePCB kwakajairika kunoshandisa bonding yemakanika kana yekunamatira, maitiro eDBC anogadzira bondi yemakemikari pa copper-ceramic interface. Bondi iyi inoumbwa kuburikidza nekuita kwakanyatsodzorwa kunosanganisira copper oxide sechikamu chepakati, zvichikonzera simba re bonding rakasiyana uye thermal conductivity.

Maitiro aya anoda michina yakasarudzika inosanganisira maovheni anodziya zvakanyanya anokwanisa kudzora mhepo zvakanaka, kuchenesa nzvimbo dzemakamuri kuti dzisapararire nekusvibiswa, uye masisitimu ekuongorora kuti aone kuti zvinhu zvakasungwa zvakanaka. Izvi zvinosiyanisa kugadzirwa kweDBC nekugadzirwa kwemagetsi kwakajairika.

---

2) Nheyo yekubatanidza zvakananga nemhangura neceramic

Nheyo huru iri pasi petekinoroji yeDBC inosanganisira kugadzira layer ye copper oxide panzvimbo ye copper-ceramic iyo inosangana nezvinhu zvese izvi kugadzira chisungo chinogara chiripo. Izvi zvinoitika patembiricha iri pedyo nenzvimbo ye copper-oxygen eutectic (1065°C).

2.1 Nzira yekubatanidza

Kana jira remhangura rikasangana neceramic pakupisa kwakakwira mumhepo ine okisijeni inodzorwa, zvinotevera zvinoitika:

• Kuoxidation pamusoro: Mhangura panzvimbo inosanganiswa inooxida kuti igadzire Cu₂O (cuprous oxide)
• Kuumbwa kweEutectic: Paanenge 1065°C, mhangura necuprous oxide zvinoumba mvura inoyerera pakati pechinhu.
• Kunyorovesa neCeramic: Chikamu chemvura chinonyorovesa uye chinopinda pamusoro peceramic
• Solidification: Kana yatonhora, interface inosimba, zvichigadzira chisungo chakasimba chesimbi

Pakugadzira alumina (Al₂O₃), chisungo chinoumbwa kuburikidza nekusanganiswa kwekubatanidza kwemechanical uye makemikari pakati pe copper oxide ne ceramic surface. Ne aluminium nitride (AlN), kugadzirira kwekuwedzera pamusoro kunogona kudiwa sezvo AlN's native oxide layer inogona kukanganisa chisungo.

2.2 Magadzirirwo Akakosha Ekuita

• Kutya: Inofanira kudzorwa nemazvo mukati me ±2°C kuti ive nechokwadi chekuti eutectic yakagadzirwa zvakanaka pasina kunyunguduka kwemhangura zvakanyanya.
• Kumanikidzwa kweokisijeni zvishoma: Inodzora ukobvu hwe oxide layer; shoma inodzivirira kubatana, yakawanda inokonzera oxidation yakawandisa
• Nguva patembiricha: Yakakwana kuti inyorovese zvakakwana asi kwete kwenguva yakareba zvekuti inogona kukonzera kukura kwemhangura mumhangura
• Mwero wekutonhorera: Inokanganisa kushushikana kwasara uye mukana wekuti ceramic iputsike

---

3) Matanho Akakosha Ekugadzira

Kugadzira zvinhu zveDBC substrate kunotevera matanho akatsanangurwa ekugadzirisa, rimwe nerimwe richikosha pamhando yepamusoro yechigadzirwa. Kunzwisisa matanho aya kunobatsira mainjiniya nevatengi kuongorora kugona kwemutengesi.

3.1 Kugadzirira kwezvinhu

• Kuongorora zveCeramic: Zvigadziko zveceramic zvinopinda zvinoongororwa kuti zvionekwe kuti hazvina kunaka pamusoro, kuti zvakati sandara, uye kuti hazvina kuchena.
• Kugadzirira mhangura: Foiri yemhangura isina okisijeni inoongororwa uye inocheneswa kubvisa mafuta nema oxide epamusoro
• Pamusoro kurapwa: Zvimwe zveceramics, kunyanya AlN, zvinoda oxidation yepamusoro kana mamwe marapirwo asati abatana.

3.2 Kubatana

• Kuungana kwematanda: Foiri yemhangura yakaiswa pamativi maviri evhu receramic kana kuti mativi ese ari maviri.
• Kutakura vira: Magungano anoiswa mumaovheni anodziya zvakanyanya ane kugona kwemhepo inodzorwa
• Kuitwa kweprofile yekupisa: Mapuranga ekupisa chaiwo, mahodhi, uye mapurofayiri ekutonhodza anoitwa zvichienderana nerudzi rweceramic
• Kuongorora mushure mebond: Kuongororwa kwemaziso uye kwe ultrasound kunosimbisa kuvimbika kwechisungo

3.3 Kugadzira Mapatani eDunhu

• Kushandiswa kwePhotoresist: Kudzivirira kwechiedza kunonamirwa kana kuputirwa pamusoro pemhangura
• Kuratidzwa uye kukura: Maitiro edunhu anotamiswa uchishandisa photolithography
• Copper etching: Mhangura isingadiwe inobviswa uchishandisa ferric chloride kana cupric chloride etchants
• Dzivisa kubvisa: Photoresist yasara inobviswa, zvichisiya pateni yedenderedzwa remhangura

3.4 Kupedzisa Kwepamusoro

• Kuisa nickel: Inopa dziviriro ye oxidation uye nzvimbo inogoneka kutengeswa
• Kuisa goridhe: Inoshandiswa panzvimbo dzinosungirirwa newaya kana kuti kudzivirira ngura kwakanyanya
• Kuisa sirivha: Inoshandiswa pakushandisa sintered sirivha die attachment applications

3.5 Kugadzirisa uye Kugadzirisa Kwekupedzisira

• Kunyora neLaser: Ceramic inogadzirwa kuti igadzire mitsetse yekuputsa yezvikamu zvega zvega
• Kupwanya kana kucheka: Zvigadziko zvega zvega zvinoparadzaniswa zvichienderana nemitsetse yekunyora
• Kuongorora kwekupedzisira: Kuongororwa kwehukuru, kuongorora nemaziso, uye kuyedzwa kwemagetsi
• kavha: Zvidimbu zvinoiswa mumidziyo isingakuvadzi ESD ine dziviriro yehunyoro

---

4) Matambudziko Ekugadzirisa uye Pfungwa Dzekudzora

Kugadzira maDBC kune matambudziko akasiyana anoda kutarisirwa kwakanyatsoitwa. Kunzwisisa matambudziko aya kunobatsira kutsanangura zvinodiwa zvemhando yepamusoro.

4.1 Kuumbwa kweBond Void

Mavhudzi ari pa copper-ceramic interface anoderedza kupisa uye anogona kukonzera nzvimbo dzinopisa dziri munzvimbo imwe chete pasi pemagetsi. Zvikonzero zvinosanganisira kusvibiswa, kusakwana kwekutonga kwemhepo, uye ma profiles ekupisa asina kunaka. Vagadziri vemhando yepamusoro vanoshandisa scanning acoustic microscopy (SAM) kuti vaone uye vaverenge ma bond voids, kazhinji vachitsanangura huwandu hwemavhudzi akawandisa (semuenzaniso, <2% yenzvimbo yese).

4.2 Kutsemuka kweCeramic

Kusawirirana kweCTE pakati pemhangura neceramic kunokonzera kushushikana kwekupisa panguva yekutonhodza. Kana kutonhora kuchikurumidza kana kuti kusina kufanana, ceramic inogona kutsemuka. Kugadzirisa maitiro kunoenzanisa mwero wekutonhodza kuderedza kushushikana uku uchichengetedza kubereka. Ukobvu hweceramic uye chiyero cheukobvu hwemhangura chinokanganisawo maitiro ekutsemuka.

4.3 Surface Pedzisa Hunhu

Kubatanidzwa kwemudziyo wemagetsi kunoda zvirevo zvakananga zvekupera kwenzvimbo kuti pave nechinhu chakasimba chekubatanidza waya newaya. Ukobvu hweplatifomu, kufanana, uye kudzorwa kwetsvina zvinokanganisa zvakananga goho repasi penzvimbo. Zvikamu zvakakosha zvinosanganisira kushivirira ukobvu hweplatifomu, kuomarara kwenzvimbo, uye kuchena.

4.4 Kudzora Kwemadimikira

Kugadziriswa kwekupisa kwakanyanya kunogona kukonzera kupwanyika uye shanduko dzehukuru. Magadzirirwo ekuti zvinhu zvisatsvedzerere (kazhinji <0.1mm pa 25mm), kushivirira hukuru, uye kunyoreswa pakati pemapatani emhangura nezvinhu zveceramic zvinoda kutarisirwa kwakanyatsoitwa panguva yekugadzira.

---

5) Kuvimbika uye Kushanda Kwekutenderera Kwekupisa

Kuvimbika kweDBC substrate pasi pekupisa kwakakosha pakushandisa magetsi emagetsi. Maitiro ekubatanidza anokanganisa zvakananga mashandiro ekuvimbika kwenguva refu.

5.1 Nzira dzeKutenderera Kwemhepo Dzinopisa

Munguva yekupisa, musiyano weCTE pakati pemhangura neceramic unogadzira kushushikana kwecyclic panzvimbo inopindirana. Mukufamba kwakawanda, kushushikana uku kunogona kukonzera kuti kuneta kutange pamuganhu wemhangura neceramic, zvichizopedzisira zvapararira kuburikidza nechisungo. Nzira dzekukundikana dzinosanganisira delamination, copper cracking, uye ceramic fracture.

5.2 Zvinhu Zvinokanganisa Hupenyu hweKufamba Kwemhepo Kunopisa

• Ukobvu hwemhangura: Mhangura yakakora inowedzera kushushikana; ukobvu hwakakwana hunoita kuti mashandiro emagetsi aenderane nekuvimbika
• Kuchinja-chinja kwekupisa: ΔT yakakura inokurumidza kuneta; -40°C kusvika +150°C inoda simba rakawanda kupfuura 0°C kusvika +100°C
• Zvinhu zveCeramic: Si₃N₄ inopa kushanda kwakanaka kwekupisa nekuda kwekusimba kwayo kwakanyanya pakupwanyika
• Hunhu hwechisungo: Maburi uye zvisungo zvisina kusimba zvinokurumidzisa kutadza
• Maitiro edunhu: Makona akapinza uye mipata yakamanikana inotarisa kushushikana

5.3 Testing Standards

Kuvimbika kwemhepo inodziya kunowanzo simbiswa zvichienderana nezvinodiwa neindasitiri zvakaita seAQG 324 (kufanirwa kwemotokari) kana maitiro ekuyedza anoitirwa mutengi. Mamiriro ekuyedza anowanzo sanganisira kushanduka-shanduka kwekushisa kubva -40°C kusvika +125°C kana -55°C kusvika +150°C, nekuverengwa kwemitambo inotenderera kubva pa1,000 kusvika 5,000+ zvichienderana nezvinodiwa pakushandisa.

Unyanzvi hweMaitiro eKubata

6) Maitiro eDBC Anokanganisa Sei Hunhu Hwekupedzisira hweSubstrate

Danho rega rega mukugadzirwa kweDBC rinopesvedzera kunaka uye mashandiro e substrate yakapedzwa. Paunenge uchiongorora vatengesi kana kutsanangura substrates, funga kuti kugona kweprocess kunokanganisa sei:

• Thermal performance: Kuwanda kwebond void kunokanganisa zvakananga kuramba kupisa; taura huwandu hwepamusoro hwevoid
• Kuvimbika kwemagetsi: Hunhu hweCeramic uye kugadziriswa kwayo zvinokanganisa mashandiro ekuburitsa mvura pamagetsi akakwira
• Mugove wekuunganidza: Kubudirira kwemhando yepamusoro yemhedzisiro yekufa uye tambo yekubatanidza waya
• Kuvimbika kwenguva refu: Maitiro ekubatanidza anosarudza hupenyu hwenguva yekupisa

Highleap Electronics inochengetedza maitiro akasimba ekugadzirisa mukati mekugadzirwa kweDBC. Zvivako zvedu zvinosanganisira michina yepamusoro yekuongorora kuti zvionekwe zvisina mabhondi, kuongorora mativi, uye kuongorora hunhu hwepamusoro. Kuti uwane rumwe ruzivo nezve kugona kwedu kwePCB yeceramic , kana kukurukura zvaunoda, timu yedu yeinjiniya yakagadzirira kukubatsira.

Dzidza zvakawanda nezvekusarudza zvinhu zveceramic zvakakodzera mugwaro redu reDBC ceramic substrate , kana kuti tsvaga nzira dzekugadzira maprototyping papeji redu rebasa reDBC substrate prototype.

Kuti uwane ruzivo rwakakwana nezve tekinoroji yeDBC uye mashandisirwo ayo, shanyira peji redu reDBC substrate hub, kana kuti dzidza zvakawanda nezve mazwi ari papeji redu retsanangudzo yesubstrate yemhangura yakabatana zvakananga .