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  隨著絕緣柵雙極晶體管（IGBT）是否實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換和控制最先進(jìn)的電力電子器件，大規(guī)模應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)、電力機(jī)車(chē)、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。氮化鋁陶瓷基板具有陶瓷的高導(dǎo)熱性、高絕緣性、高機(jī)械強(qiáng)度、低膨脹等特性，又具有無(wú)氧銅高導(dǎo)電性及優(yōu)異焊接性能，是IGBT模塊封裝最關(guān)鍵的基礎(chǔ)材料。

  由于高壓大功率采用IGBT模塊技術(shù)門(mén)檻較高難度也大，特別是要求封裝材料這一塊散熱性能要好、可靠性更高、載流量更大。高壓大功率IGBT模塊所產(chǎn)生的熱量主要是通過(guò)陶瓷基板傳導(dǎo)到外殼而散發(fā)出去，因此陶瓷基板死電力電子領(lǐng)域中功率模塊封裝的不可或缺的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。

  IGBT具有氮化鋁陶瓷基板的高導(dǎo)熱性、高電絕緣性、高機(jī)械強(qiáng)度、低膨脹等特性，并且像pcb線(xiàn)路板一樣刻蝕出各種圖形，氮化鋁陶瓷基板上集合了功率電子封裝材料所具有的各種優(yōu)點(diǎn)：

1. 陶瓷部分具有優(yōu)良的導(dǎo)熱耐壓特性；

2. 銅導(dǎo)體部分具有極高的載流能力；

3. 金屬和陶瓷間具有較高的附著強(qiáng)度和可靠性；

4. 便于刻蝕圖性。形成電路基板；

5. 焊接性能優(yōu)良，適用于鋁絲鍵合；

  陶瓷基板材料的性能是氮化鋁陶瓷基板性能決定因素。因此，已有應(yīng)用作為陶瓷基板材料共有三種陶瓷，分別是氧化鋁陶瓷基板、氮化鋁陶瓷基板、氮化硅陶瓷基板。

氧化鋁陶瓷基板是最常用的陶瓷基板，因?yàn)樗哂薪^緣性、化學(xué)穩(wěn)定性、力學(xué)性能及低的價(jià)格，但是氧化鋁陶瓷基板相對(duì)低的熱導(dǎo)率、硅的熱膨脹系數(shù)匹配不好。作為高功率模塊封裝材料氧化鋁材料應(yīng)用不容樂(lè)觀。

氮化鋁陶瓷基板在熱特性方面具有非常高的熱導(dǎo)率、散熱快，在應(yīng)用方面，熱膨脹系數(shù)和硅接近，因?yàn)檎麄€(gè)模塊內(nèi)部應(yīng)力比較低，提高了高壓IGBT模塊的可靠性。這些優(yōu)勢(shì)的性能都使得氮化鋁陶瓷基板成為高壓IGBT模塊封裝首選。

一、直接鍍銅工藝（DPC）制備氮化鋁陶瓷基板研究

  所謂dpc技術(shù)，主要是指在含氧的氮?dú)庵幸?/span>1063℃左右高溫加熱，氧化鋁或氮化鋁陶瓷表面直接鍍一層。但有氮化鋁是一種非氧化物陶瓷，鍍層金箔的關(guān)鍵使其表面形成氧化物過(guò)渡層，然后通過(guò)上述過(guò)渡層與Cu箔敷合實(shí)現(xiàn)AlN與Cu箔的敷合。

  陶瓷與金界面結(jié)合緊密，甚至結(jié)構(gòu)致密。陶瓷晶粒大約為1-5μm，與金之間存在8-10微米的過(guò)渡層。該過(guò)渡層結(jié)構(gòu)致密，晶粒約為3-5μm，但是晶粒間存在不連貫的微裂紋，陶瓷表面致密，沒(méi)有氣孔存在。表面顆粒凹凸不平，可能是拉開(kāi)時(shí)裂紋沿晶界擴(kuò)展，部分顆粒在銅上部分顆粒在陶瓷上導(dǎo)致。

 二、活性金屬焊接工藝(AMB)制備氮化鋁陶瓷基板研究

活性焊銅工藝是dpc工藝技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，在利用材料只含有少量活性元素及陶瓷反應(yīng)生成能被液態(tài)釬料潤(rùn)濕的反應(yīng)層，從而實(shí)現(xiàn)陶瓷與金屬接合的一種方法。AMB基板是靠陶瓷與活性金屬焊膏在高溫下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)合，因此其結(jié)合強(qiáng)度更高，可靠性更好。 

陶瓷基板方面的優(yōu)秀展商，展至電子科技有限公司產(chǎn)品主要涵蓋金屬/陶瓷外殼、陶瓷封裝、集成陶瓷基板、封裝陶瓷支架、大功率陶瓷基板五大門(mén)類(lèi)，擁有先進(jìn)的氮化鋁陶瓷基板、金屬封裝陶瓷支架、大功率陶瓷基板等研發(fā)與生產(chǎn)線(xiàn)，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航天、航空、船舶、半導(dǎo)體元器件等電子系統(tǒng)及設(shè)備中，以及光通訊、電力電子、新材料等民用行業(yè)。

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