一文了解直接鍍銅（DPC）陶瓷基板

一、直接鍍銅DPC工藝簡介

直接鍍銅陶瓷基板（Direct Plating Copper, DPC）是在陶瓷薄膜工藝加工基礎上發(fā)展起來的陶瓷電路加工工藝。以氮化鋁/氧化鋁陶瓷作為線路的基板，采用濺鍍工藝于基板表面復合金屬層，并以電鍍和光刻工藝形成電路。

其工藝流程為：首先利用激光在陶瓷基片上制備通孔（孔徑一般為60μm~120μm），隨后利用超聲波清洗陶瓷基片；采用磁控濺射技術在陶瓷基片表面沉積金屬種子層（Ti/Cu靶材），接著通過光刻、顯影完成線路層制作；采用電鍍填空和增厚金屬線路層，并通過表面處理提高基板可焊性與抗氧化性，最后去干膜、刻蝕種子層完成基板制備。

DPC陶瓷基板工藝流程

DPC陶瓷基板制備前端采用了半導體微加工技術（濺射鍍膜、光刻、顯影等），后端則采用了印刷線路板（PCB）制備技術（圖形電鍍、填孔、表面研磨、刻蝕、表面處理等），因此具有以下優(yōu)勢特點：

1）采用半導體微加工技術，陶瓷基板上金屬線路更加精細（線寬/線距低至30μm~50μm，與線路層厚度相關），因此DPC陶瓷基板非常適合對精度要求較高的微電子器件封裝；

2）采用激光打孔和電鍍填孔技術，實現(xiàn)了陶瓷基板上下表面垂直互連，可實現(xiàn)電子器件三維封裝與集成，降低器件體積；

3）采用電鍍生長控制線路層厚度（一般為10μm~100μm），并通過研磨降低線路層表面粗糙度，滿足高溫、大電流器件封裝需求；

4）低溫制備工藝（300℃以下）避免了高溫對基片材料和金屬線路層的不利影響，同時也降低了生產(chǎn)成本。

然而，DPC也存在一些不足：

1）金屬線路層采用電鍍工藝制備，環(huán)境污染嚴重；

2）電鍍生長速度低，線路層厚度有限；

2）金屬層與陶瓷間的結合強度較低，產(chǎn)品應用時可靠性較低。

在技術改進上，北京大學深圳研究生院吳忠振副教授攜手泰安巨浪電子推出基于超高功率PVD技術的DSC（Direct Sputtering Ceramic）陶瓷基板金屬化新技術，直接在陶瓷基板表面沉積一定厚度的金屬導電層，實現(xiàn)高結合強度和綠色生產(chǎn)。

此外，利用DPC陶瓷基板的技術優(yōu)勢（高圖形精度、垂直互連等），可以通過電鍍增厚等技術制備圍壩，可得到含圍壩結構的三維陶瓷基板，例如武漢利之達采用電鍍鍵合、免燒陶瓷直接成型等技術制備含金屬或陶瓷圍壩的三維陶瓷基板（3DPC）。陶瓷基板和圍壩一體化成型為密封腔體，結構緊湊，無中間粘結層，氣密性高，且圍壩結構形狀可任意設計，目前已經(jīng)成功應用與深紫外LED封裝和VCSEL激光器封裝。

二、DPC陶瓷基板的應用

DPC 陶瓷基板具有圖形精度高、可垂直互連、生產(chǎn)成本低等技術優(yōu)勢，可普遍應用于大功率 LED 照明、汽車大燈等大功率 LED 領域、半導體激光器、電力電子功率器件、微波、光通訊、VCSEL、射頻器件等應用領域，市場空間很大。

光纖激光器泵浦核心元器件

激光器為激光設備核心部件，高功率半導體激光器主要通過熱沉散熱。氮化鋁陶瓷熱沉（DPC工藝）為目前主流激光熱沉基板，可滿足高功率半導體激光芯片鍵合的需求，在光通信、高功率 LED 封裝、半導體激光器和光纖激光器泵浦源制造等領域應用前景廣闊。車載激光雷達光源 VCSEL 替代 EEL 大勢所趨，DPC 陶瓷基板在高功率 VCSEL 封裝中占據(jù)重要地位。

碳化硅功率器件封裝關鍵技術

IGBT焊接層空洞的形成及解決方案