最後更新:2026年10月8日功率半導體功率元件・電力電子中國大陸:DBC陶瓷覆铜板

DBC 基板(直接覆銅陶瓷基板)是什麼

DBC / DCB Substrate

DBC 基板是在陶瓷板兩面直接接合厚銅箔的絕緣散熱基板,在功率模組內部作為承載晶片的底座,同時負責電氣絕緣與熱傳導。陶瓷材料有氧化鋁、氮化鋁、氮化矽,在熱循環嚴苛的車用領域,強度與熱傳導兼具的Si₃N₄採用日益普及。銅與陶瓷熱膨脹差異造成的接合部劣化,是決定模組壽命的主因。

目錄4 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關用語
  4. 比較文章

定義與原理

DBC 基板(Direct Bonded Copper)是在陶瓷板兩面直接接合厚銅箔的絕緣散熱基板。在功率模組內部作為承載晶片的底座,同時擔負電氣絕緣與熱傳導這兩項相互矛盾的功能。

陶瓷材料使用氧化鋁(Al₂O₃)、氮化鋁(AlN)、氮化矽(Si₃N₄)。氧化鋁價格低但熱導率低;AlN熱傳導優異,但機械性質較脆。Si₃N₄在熱傳導與強度之間取得良好平衡,在熱循環嚴苛的車用領域採用日益普及。

決定功率模組可靠度的,多半是這塊基板周邊的熱應力。銅與陶瓷的熱膨脹係數差異很大,每次溫度升降都會對接合部施加應力,反覆下來剝離與裂紋便逐漸擴展。功率循環試驗主要評估的就是這種劣化。

SiC元件可在高溫下操作,因此基板也被要求具備更高的耐熱性與耐熱循環性。配合將晶片接合由焊料改為銀燒結的趨勢,模組整體朝高溫化設計的方向持續推進。

DBC 基板(直接覆銅陶瓷基板)的常見問題

DBC 基板使用哪些陶瓷?
主要有氧化鋁(Al₂O₃)、氮化鋁(AlN)、氮化矽(Si₃N₄)3種。氧化鋁價格低但熱導率低;AlN熱傳導優異但較脆;Si₃N₄在熱傳導與強度之間取得良好平衡,因此在熱循環嚴苛的車用領域採用日益普及。
功率模組的壽命由什麼決定?
多半取決於基板周邊的熱應力。銅與陶瓷的熱膨脹係數差異很大,每次溫度升降都會對接合部施加應力,反覆下來剝離與裂紋便逐漸擴展。評估這種劣化的就是功率循環試驗。
轉向SiC後,對DBC基板有什麼要求?
需要更高的耐熱性與耐熱循環性。SiC可在超過200℃下操作,基板也必須能承受該溫度。配合將晶片接合由焊料改為銀燒結的趨勢,模組整體朝高溫化設計的方向持續推進。

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