低温共烧陶瓷基板上的直接镀铜DPC陶瓷材料

现如今在使用的陶瓷基板或底座通常基于银印刷、直接键合铜陶瓷DBC或LTCC低温共烧陶瓷、HTCC高温共烧陶瓷威廉希尔官方网站 。
1、由于丝网印刷工艺的限制，Ag印刷、LTCC和HTCC基板的分辨率和导电材料厚度较差，较差的分辨率使这些材料难以用于高密度和倒装芯片器件设计，并且相关的更薄的导电材料（通常<20um）限制了设计的额定功率。
2、DBC目前广泛应用于电源电路设计，但由于覆铜工艺要求，需要300um以上的铜层厚度。任何较低铜厚度的设计都应该进行额外昂贵的研磨。此外，DBC材料难以提供给多层走线设计。

为了高功率和高器件密度应用提供具有多层陶瓷基板的解决方案。此外，还要考虑材料特性，金属/陶瓷的附着力，以下是开发所需的材料特性：
1、低电阻材料：铜；
2、厚度超过3盎司的厚迹线材料；
3、用于TSV电镀（钻孔AI2O3/AIN基板）或非收缩LTCC材料的高导热性和稳定性陶瓷；
4、高金属迹线分辨率，线宽和间距仅为50um；
5、良好的金属/陶瓷粘合均匀性和强度要求，金属/陶瓷之间的空隙<1%；粘合强度>2kg/2*2mm；

金属痕迹电镀：针对微量金属的高分辨率和更低材料电阻的要求，我们引入了电铸直接镀铜DPC威廉希尔官方网站 。

使用钛作为铜和陶瓷之间的组合/缓冲层将第一层铜溅射在陶瓷基板上，以提供良好的粘合强度和稳定性。第二种铜是通过电铸工艺制成的，以将其厚度增加到3到5盎司。（100um~150um）金属迹线电镀的关键威廉希尔官方网站 是溅射层的材料控制和电镀过程中第二铜层的应力释放。

多层陶瓷基板：对于双层设计，我们使用带有导电通孔设计的烧结AI2O3或者AIN陶瓷基板，通孔由激光钻孔制成。正面和背面的导电通过以下电镀工艺连接。

该工艺的关键威廉希尔官方网站 是过孔的稳定性，我们必须确保高温激光钻孔过程中的通孔清洁、杂质去除和材料变化得到很好的控制。

对于三层以上的设计，使用不收缩的LTCC。不收缩的LTCC的尺寸失配可以控制在100um以内，比普通的LTCC/HTCC好很多，通过后续DPC工艺的修正，可以将金属迹线的公差控制在<30um。该工艺的关键威廉希尔官方网站 是不收缩的LTCC威廉希尔官方网站 和DPC金属在LTCC材料上的附着力。
【文章来源：展至科技】

审核编辑 黄昊宇