Ts'ebetso ea DBC bakeng sa Tlhahiso ea Substrate ea Ceramic

Ts'ebetso ea DBC (Direct Bonded Copper) e theha tlamo ea tšepe e sa feleng pakeng tsa koporo le ceramic ka oxidation e laoloang mochesong o phahameng. Ho utloisisa ts'ebetso ena ea tlhahiso ho nolofalletsa baenjiniere ho totobatsa li-substrate tse fihlelang litlhoko tsa ts'epo le ho thusa lihlopha tsa theko ho lekola bokhoni ba bafepedi.

Ho Highleap Electronics, re latela lits'ebetso tse laoloang tsa tlhahiso ea DBC le litekanyetso tse tsitsitseng tsa boleng ho netefatsa ts'ebetso e tsitsitseng ea substrate bakeng sa lits'ebetso tsa motlakase oa motlakase. Tataiso ena e hlalosa melao-motheo ea motheo ea ts'ebetso ea DBC 'me e reretsoe ho thusa baenjiniere ho utloisisa litlhoko tsa ts'ebetso hamolemo, ho hlalosa litlhaloso tse nepahetseng, le ho lekola bafani ka kholiseho e kholoanyane.

---

1) Kakaretso ea Ts'ebetso ea DBC

Ts'ebetso ea DBC e emela mokhoa o ikhethileng oa tlhahiso bakeng sa ho theha li-substrate tsa DBC - liboto tsa potoloho tsa ceramic tse nang le li-conductor tsa koporo tse hoketsoeng ka ho toba holim'a ceramic ntle le likhomaretsi tse mahareng. Ts'ebetso ena, e ntlafalitsoeng lilemong tsa bo-1970, e se e le mokhoa o tloaelehileng oa ho hlahisa li-substrate tse sebetsang hantle bakeng sa lisebelisoa tsa motlakase tsa motlakase.

Ho fapana le tlhahiso ea PCB e tloaelehileng e itšetlehileng ka tlamo ea mechine kapa ea sekhomaretsi, ts'ebetso ea DBC e theha tlamo ea lik'hemik'hale ho sebopeho sa koporo-serame. Tlamo ena e thehoa ka karabelo e laoloang ka hloko e kenyelletsang oxide ea koporo e le karolo e mahareng, e leng se fellang ka matla a ikhethang a tlamo le ho tsamaisoa ha mocheso.

Ts'ebetso ena e hloka lisebelisoa tse khethehileng ho kenyeletsoa le lionto tsa mocheso o phahameng tse khonang ho laola sepakapaka ka nepo, libaka tse hloekileng tsa likamore bakeng sa mehato e amehang ke tšilafalo, le litsamaiso tsa tlhahlobo ho netefatsa boleng ba tlamo. Litlhoko tsena li khetholla tlhahiso ea DBC ho tlhahiso e tloaelehileng ea lisebelisoa tsa elektroniki.

---

2) Molao-motheo oa ho Kopanya Koporo le Ceramic ka ho Otloloha

Molao-motheo oa motheo o thehiloeng theknolojing ea DBC o kenyelletsa ho theha lera la oxide ea koporo sebakeng sa sebopeho sa koporo-serame se arabelang le thepa ka bobeli ho theha tlamo ea ka ho sa feleng. Sena se etsahala mochesong o haufi le ntlha ea eutectic ea koporo-oksijene (1065°C).

2.1 Mokhoa oa ho Kopanya

Ha koporo ea foil e kopana le ceramic mochesong o phahameng sepakapakeng se laoloang ke oksijene, tatellano e latelang e etsahala:

• Ho qhibilihisa bokaholimo: Koporo sebakeng sa sebopeho e a oxidaseha ho etsa Cu₂O (cuprous oxide)
• Sebopeho sa Eutectic: Hoo e ka bang mochesong oa 1065°C, koporo le oxide e nang le cuprous li etsa mokelikeli oa eutectic sebakeng se kopaneng.
• Ho kolobisa ka letsopa: Mokelikeli o kolobisa mme o kenella bokaholimo ba letsopa
• Ho tiisa: Ha e pholile, sebopeho sea tiea, se theha tlamo e matla ea tšepe

Bakeng sa liserami tsa alumina (Al₂O₃), tlamo e thehoa ka motsoako oa ho hokahana ha mechini le karabelo ea lik'hemik'hale pakeng tsa oxide ea koporo le bokaholimo ba ceramic. Ka aluminium nitride (AlN), ho ka hlokahala tokiso e eketsehileng ea bokaholimo kaha lera la tlhaho la oxide la AlN le ka sitisa tlamo.

2.2 Liparamente tsa Ts'ebetso ea Bohlokoa

• Mocheso: E tlameha ho laoloa ka nepo kahare ho ±2°C ho netefatsa hore eutectic e thehoa hantle ntle le ho qhibiliha ha koporo ho feteletseng.
• Khatello e sa fellang ea oksijene: E laola botenya ba lera la oxide; e nyane haholo e thibela ho kopana, e ngata haholo e baka oxidation e feteletseng
• Nako mochesong: E lekane bakeng sa ho kolobisa ka botlalo empa e seng nako e telele hoo e ka bakang kholo ea lijo-thollo ka koporo
• Sekhahla sa ho pholisa: E ama kgatello e setseng le monyetla wa ho petsoha ha letsopa

---

3) Mehato ea Bohlokoa ea Tlhahiso

Tlhahiso ea substrate ea DBC e latela tatellano e hlalositsoeng ea mehato ea ts'ebetso, e 'ngoe le e 'ngoe ea bohlokoa bakeng sa boleng ba ho qetela ba sehlahisoa. Ho utloisisa mekhahlelo ena ho thusa baenjiniere le bareki ho lekola bokhoni ba mofani oa thepa.

3.1 Tokisetso ea Lintho

• Tlhahlobo ea letsopa: Li-substrate tse kenang tsa ceramic li hlahlojoa bakeng sa liphoso tsa bokaholimo, ho ba bataletse le tšilafalo.
• Tokisetso ea koporo: Foil ea koporo e se nang oksijene e hlahlojoa le ho hloekisoa ho tlosa oli le li-oxide tse holim'a metsi
• Holim kalafo: Li-ceramic tse ling, haholo-holo AlN, li hloka oxidation ea bokaholimo kapa mekhoa e meng ea phekolo pele li hokahanngoa.

3.2 Tlamo

• Kopano ea stack: Foil ea koporo e behiloe lehlakoreng le le leng kapa ka bobeli la substrate ea letsopa
• Ho kenya sebōpi: Likopano li kenngoa ka har'a lionto tse nang le mocheso o phahameng tse nang le bokhoni ba sepakapaka bo laoloang
• Ts'ebetso ea profil ea mocheso: Li-ramp tse nepahetseng tsa mocheso, li-holding le li-profiles tsa ho pholisa li etsoa ho latela mofuta oa letsopa.
• Tlhahlobo ea kamora bonto: Tlhahlobo e bonahalang le ea ultrasound e netefatsa botšepehi ba tlamo

3.3 Ho Etsa Mehlala ea Sekepe

• Sesebelisoa sa ho thibela ho nka lifoto: Khanyetso ea ho utloa bohloko e koahetsoe kapa e koahetsoe holim'a koporo
• Ho pepesehela le nts'etsopele: Mekhoa ea potoloho e fetisetsoa ho sebelisoa photolithography
• Copper etching: Koporo e sa batleheng e tlosoa ka ho sebelisa li-ferric chloride kapa li-cupric chloride etchants
• Hanela ho hlobola: Photoresist e setseng e tlosoa, e siea mohlala oa potoloho ea koporo

3.4 Ho Qetella Bokaholimo

• Plating ea nikeli: E fana ka tšireletso ea oxidation le bokaholimo bo ka kopanngoang
• Khauta e koahetsoeng: E sebelisetsoa libaka tse tlamang terata kapa khanyetso e matla ea mafome
• Sekoahelo sa silevera: E sebelisetsoa lits'ebetso tsa ho hokela silivera e sintered

3.5 Ho Singua le ho Sebetsa ha ho Qetela

• Ho ngola ka laser: Ceramic e fuoa lintlha ho etsa mela e robehileng bakeng sa li-substrate ka bomong
• Ho roba kapa ho seha: Li-substrate ka bonngoe li arotsoe ho latela mela ea mongolo
• Tlhahlobo ea ho qetela: Netefatso ea litekanyo, tlhahlobo ea pono, le liteko tsa motlakase
• ambalaji: Li-substrate li pakiloe ka har'a lijana tse sireletsehileng tsa ESD tse nang le tšireletso ea mongobo

---

4) Liphephetso tsa Ts'ebetso le Lintlha tsa Taolo

Tlhahiso ea DBC e hlahisa liphephetso tse ikhethang tse hlokang taolo e hlokolosi ea ts'ebetso. Ho utloisisa liphephetso tsena ho thusa ho totobatsa litlhoko tse loketseng tsa boleng.

4.1 Sebopeho sa Bond Void

Likheo tse se nang letho tse fumanehang sebakeng sa koporo le ceramic li fokotsa ho tsamaisoa ha mocheso 'me li ka baka libaka tse chesang tse fumanehang sebakeng seo tlas'a lisebelisoa tsa motlakase. Lisosa li kenyelletsa tšilafalo, taolo e sa lekaneng ea sepakapaka, le liprofaele tse sa lokelang tsa mocheso. Bahlahisi ba boleng bo holimo ba sebelisa microscopy ea acoustic ea scanning (SAM) ho lemoha le ho lekanya likheo tsa bond, hangata ho totobatsa peresente e phahameng ea likheo (mohlala, <2% sebaka sohle).

4.2 Ho petsoha ha letsopa

Ho se tshwane ha CTE pakeng tsa koporo le ceramic ho baka kgatello ya mocheso nakong ya ho phodisa. Haeba phodiso e potlakile haholo kapa e sa tshwane, ceramic e ka petsoha. Ntlafatso ya tshebetso e leka-lekanya sekgahla sa phodiso ho fokotsa kgatello ha e ntse e boloka tlhahiso. Botenya ba ceramic le karolelano ya botenya ba koporo le tsona di ama tshekamelo ya ho petsoha.

4.3 Boleng ba ho Qetella Boleng

Kopano ea sesebelisoa sa motlakase e hloka litlhaloso tse nepahetseng tsa ho qeta bokaholimo bakeng sa ho hokela ka tšepe le ho tlamahanya terata ka mokhoa o tšepahalang. Botenya ba ho polata, ho tšoana, le taolo ea tšilafalo li ama ka kotloloho chai ea kopano e ka tlase. Litekanyetso tsa bohlokoa li kenyelletsa mamello ea botenya ba ho polata, ho ba thata ha bokaholimo le bohloeki.

4.4 Taolo ea Litekanyo

Ts'ebetso ea mocheso o phahameng e ka baka liphetoho tsa sebopeho le boholo. Litlhaloso tsa ho ba bataletseng (hangata <0.1mm ka 25mm), mamello ea boholo, le ngoliso lipakeng tsa lipaterone tsa koporo le likarolo tsa letsopa li hloka taolo e hlokolosi ea ts'ebetso nakong eohle ea tlhahiso.

---

5) Ts'epahalo ea Ts'epo le Ts'ebetso ea ho Potoloha ha Thermal

Ho tshepahala ha substrate ya DBC tlasa potoloho ya mocheso ho bohlokwa bakeng sa ditshebediso tsa motlakase tsa elektroniki. Diparamitha tsa tshebetso ya ho kopanya di ama ka kotloloho tshebetso ya ho tshepahala ha nako e telele.

5.1 Mekhoa ea ho Potoloha ha Thermal

Nakong ea potoloho ea mocheso, phapang ea CTE pakeng tsa koporo le ceramic e baka khatello ea potoloho sebakeng se kopaneng. Ka makhetlo a mangata, khatello ena e ka baka hore mapetso a mokhathala a qale moeling oa koporo le ceramic, qetellong a ata ka har'a tlamo. Mekhoa ea ho hloleha e kenyelletsa ho arohana ha khetla, ho petsoha ha koporo le ho robeha ha ceramic.

5.2 Mabaka a Amang Bophelo ba ho Potoloha ha Thermal

• Botenya ba koporo: Koporo e teteaneng e eketsa khatello ea maikutlo; botenya bo botle bo leka-lekanya ts'ebetso ea motlakase khahlanong le ts'epo
• Ho fetoha ha mocheso: ΔT e kholoanyane e potlakisa mokhathala; -40°C ho isa ho +150°C e boima ho feta 0°C ho isa ho +100°C
• Thepa ea letsopa: Si₃N₄ e fana ka ts'ebetso e phahameng ea ho potoloha ha mocheso ka lebaka la ho tiea ha ho robeha ha mesifa.
• Boleng ba tlamo: Likheo le litlamo tse fokolang li potlakisa ho hloleha
• Jeometri ea potoloho: Likhutlo tse bohale le likheo tse tšesaane li tsepamisa khatello

5.3 Maemo a Teko

Ho tshepahala ha ho potoloha ka mocheso hangata ho netefatswa ho ya ka maemo a indasteri a kang AQG 324 (setifikeiti sa dikoloi) kapa diprothokholo tsa teko tse ikgethang ho moreki. Maemo a tlwaelehileng a teko a kenyeletsa ho fetoha ha mocheso ho tloha ho -40°C ho ya ho +125°C kapa -55°C ho ya ho +150°C, ka palo ya di-cycle ho tloha ho 1,000 ho ya ho 5,000+ ho latela ditlhoko tsa kopo.

Boenjiniere ba Ts'ebetso ea ho Ikopanya

6) Kamoo Ts'ebetso ea DBC e Amang Boleng ba ho Qetela ba Substrate

Mohato o mong le o mong ts'ebetsong ea tlhahiso ea DBC o susumetsa boleng le ts'ebetso ea substrate e felileng. Ha u lekola bafepedi kapa u totobatsa substrate, nahana ka hore na bokhoni ba ts'ebetso bo ama joang:

• Tšebetso ea mocheso: Bond void e ama ka ho toba khanyetso ea mocheso; hlalosa peresente e phahameng ka ho fetisisa ea void
• Ho tšepahala ha motlakase: Boleng ba letsopa le ts'ebetso li ama ts'ebetso ea ho ntša metsi ka karolo e itseng ka motlakase o phahameng
• Sehlahisoa sa kopano: Litlamorao tsa boleng ba ho qeta bokaholimo le sekhahla sa katleho sa ho khomarela terata
• Ho tšepahala ha nako e telele: Liparamente tsa ts'ebetso ea ho kopanya li khetholla nako ea bophelo ba potoloho ea mocheso

Highleap Electronics e boloka taolo e matla ea ts'ebetso ho pholletsa le tlhahiso ea DBC. Litsi tsa rona li kenyelletsa lisebelisoa tse tsoetseng pele tsa tlhahlobo bakeng sa ho lemoha bond void, netefatso ea boholo, le tlhahlobo ea boleng ba bokaholimo. Bakeng sa tlhaiso-leseling e batsi mabapi le bokhoni ba rona ba PCB ea letsopa , kapa ho buisana ka litlhoko tsa hau tse ikhethileng, sehlopha sa rona sa boenjiniere se ikemiselitse ho thusa.

Ithute haholoanyane ka ho khetha thepa e nepahetseng ea letsopa ho tataiso ea rona ea substrate ea ceramic ea DBC , kapa hlahloba likhetho tsa prototyping leqepheng la rona la tšebeletso ea prototype ea substrate ea DBC.

Bakeng sa kakaretso e felletseng ea theknoloji le lits'ebetso tsa DBC, etela leqephe la rona la setsi sa substrate sa DBC , kapa ithute haholoanyane ka mantsoe ana leqepheng la rona la tlhaloso ea substrate ea koporo e kopantsoeng ka kotloloho.