隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新型材料也不斷涌現(xiàn)。其中，直接覆鋁陶瓷基板（DBA基板）因其優(yōu)良的性能表現(xiàn)備受矚目，成為電子行業(yè)中備受關(guān)注的材料之一。今天，我們就來一起探討DBA基板的特點(diǎn)和應(yīng)用前景。

1、特性驗(yàn)證對(duì)比

本文還將以AMB氮化硅覆銅陶瓷基板與DBA 氮化鋁覆鋁基板進(jìn)行性能對(duì)比研究：

本研究選擇SAM聲波掃描檢查界面空洞率、鍵合強(qiáng)度、高壓局部放電性能、熱循環(huán)可靠性、表面可焊性等性能進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證測(cè)試。

2、載板超聲波掃描空洞率驗(yàn)證

選取的氮化硅AMB載板與氮化鋁DBA載板，對(duì)母板樣品，尺寸為138×190mm，經(jīng)表面清洗及圖形轉(zhuǎn)移、圖形蝕刻后，進(jìn)行超聲波掃描，檢查樣品界面處的焊接空洞率，如下圖2為AMB載板與DBA載板大尺寸母板的鍵合界面掃描圖，所用設(shè)備為Insight SAM聲波掃描顯微鏡，圖中可得AMB覆銅陶瓷載板與DBA陶瓷載板其界面空洞率均＜0.5%，AMB與DBA載板樣品均具有超卓的焊合效果。

3、鍵合強(qiáng)度測(cè)試

氮化硅AMB載板母板與氮化鋁DBA樣品母板，樣品制備成測(cè)試條圖形，速度設(shè)定50mm/min，圖形樣品金屬層寬度5mm，90°垂直向上剝離測(cè)試。采用剝離測(cè)試機(jī)為HY-BL型號(hào)，剝離樣品剝離測(cè)試示意圖如下圖3。

從表2中可得，樣品測(cè)試過程中，AMB樣品均完成銅層與氮化硅陶瓷間的剝離，其剝離強(qiáng)度值達(dá)到13.97~14.63N/mm；DBA樣品在測(cè)試過程中，隨著夾頭牽引鋁層，進(jìn)行緩慢提升，其剝離力急劇增長(zhǎng)，達(dá)到設(shè)備極限98.0N時(shí)，設(shè)備迅速急停，發(fā)現(xiàn)鋁層并未均勻拉起，鋁層剝離測(cè)試時(shí)出現(xiàn)急劇頸縮，并斷裂。可以判斷，DBA金屬鋁層與氮化鋁陶瓷間的鍵合強(qiáng)度值大于鋁層的抗拉強(qiáng)度，估算其剝離強(qiáng)度＞19.6N/mm。

4、載板局部放電性能驗(yàn)證

選取的氮化硅AMB載板與氮化鋁DBA載板，該樣品圖形具有等效平板電容特征。在氟油中，局部放電測(cè)量?jī)x的高壓電極連接載板一面，載板另一面連接接地金屬平板，如圖4所示。分別在4.5kV、7.0Kv、9Kv的高壓下進(jìn)行持續(xù)時(shí)間為1min的絕緣局部放電測(cè)試。檢測(cè)AMB覆銅載板與DBA直接覆鋁載板的在高壓條件下max局部放電量，進(jìn)行性能對(duì)比，根據(jù)國(guó)際電工協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，以局部放電量＜10pC 為判斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

從上表可得，氮化硅AMB載板與氮化鋁DBA載板，在4.5Kv持續(xù)1min條件下，均滿足局部放電量＜10pC的要求；在7.0Kv持續(xù)1min測(cè)試中，DBA載板仍然保持良好的局部放電特性，局部放電量＜10pC，AMB載板的局部放電量激增數(shù)百倍，測(cè)試的樣品中局部放電量均大于1000pC；針對(duì)DBA樣品繼續(xù)升壓進(jìn)行9.0Kv持續(xù)1min條件下測(cè)試，DBA載板局部放電量＜10pC，高壓條件下，氮化鋁DBA載板局部放電性能優(yōu)于氮化硅AMB載板。

5、熱循環(huán)可靠性驗(yàn)證

選取的氮化硅AMB載板與氮化鋁DBA載板，置于TSE-12-A型號(hào)冷熱循環(huán)試驗(yàn)箱中，進(jìn)行熱循環(huán)可靠性測(cè)試，測(cè)試條件為，-55℃/30min~150℃/30min中間轉(zhuǎn)換時(shí)間小于60s，熱循環(huán)測(cè)試3000次后，采用Insight SAM聲波掃描顯微鏡進(jìn)行界面檢查?？芍?，氮化硅AMB載板與氮化鋁DBA載板，均具有良好的熱循可靠性。3000次熱循環(huán)測(cè)試并未影響鍵合區(qū)的強(qiáng)度，陶瓷保持完整。

圖5 (a) 氮化硅AMB載板0次熱循環(huán)SAM超聲波掃描圖,(b) 氮化鋁DBA載板0次熱循環(huán)SAM超聲波掃描圖,(c) 氮化硅AMB載板3000次熱循環(huán)SAM超聲波掃描圖, (d) 氮化鋁DBA載板3000次熱循環(huán)SAM超聲波掃描圖

6、表面可焊性驗(yàn)證

選取的氮化硅AMB載板與氮化鋁DBA載板樣品，分別進(jìn)行化鍍鎳金，Ni層厚度為3.0~7.0μm，金層厚度為0.025~0.045μm，進(jìn)行表面可焊性測(cè)試。