[發明專利]DBC板絕緣結構

無效

• 申請號: 201210054451.4
• 申請日: 2012-03-04
• 公開（公告）號: CN102569213A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 郭清;翟超;汪濤;盛況
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01L23/14
• 分類號: H01L23/14;H01L23/373
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，尤其涉及適合應用于大功率電力半導體模塊、功率控制電路、智能功率組件和高頻開關電源等，具體是涉及一種DBC板絕緣結構。

背景技術

傳統的DBC是指銅箔在高溫下直接鍵合到陶瓷基片，如氧化鋁或氮化鋁表面（單面或雙面）上的特殊工藝方法。所制成的超薄復合基板具有優良電絕緣性能，高導熱特性，優異的軟釬焊性和高的附著強度，并可像PCB板一樣能刻蝕出各種圖形，具有很大的載流能力。因此，DCB基板已成為大功率電力電子電路結構技術和互連技術的基礎材料。

碳化硅由于存在多晶體半傳導，因而一直應用于電子工業中，直至20世紀80年代日立公司開發出其具有較高的熱傳導性的一種電子絕緣相之后，碳化硅作為一種絕緣基底材料吸引了廣泛關注。

發明內容

本發明的目的在于針對現有DBC結構在應用中的不足，提供一種DBC板絕緣結構，這種新型DBC和傳統的DBC相比，具有更高的熱導率和可靠性。

為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案是：

使用金屬-碳化硅-金屬結構，碳化硅材料具有與氧化鋁和氮化鋁相當的電子電阻率，是非常好的絕緣材料；其熱導率與氮化鋁相近，是氧化鋁的4-7倍；機械強度遠大于氮化鋁和氧化鋁；熱膨脹系數與硅材料十分相近，適合應用于半導體模塊。

一種DBC板絕緣結構，其特征在于：由上至下依次為DBC金屬層、DBC碳化硅層和DBC金屬層。

優選的，所述DBC金屬層厚度為0.1mm-1mm，DBC碳化硅層厚度為0.2mm-2mm。

優選的，所述DBC金屬層為銅層。

優選的，所述DBC金屬層為鋁層。

本發明由于采用金屬-碳化硅-金屬的結構，具有以下顯著技術效果：

與傳統直接覆銅板相比，新型金屬-碳化硅-金屬DBC結構具有更高的機械強度，能夠提高DBC的使用壽命。

具有更高的熱導率，能夠承受更高的功率密度。

具有與硅材料更加匹配的熱膨脹系數，這樣由于環境溫度變化或者自身發熱時產生的熱應力會降低，提高DBC的長期可靠性和壽命。

附圖說明

圖1是本發明實施例1的基本結構圖；

圖2是本發明實施例2的基本結構圖。

其中：?1-銅薄片、2-碳化硅層、3-鋁薄片。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步描述。

一種DBC板絕緣結構，其特征在于：由上至下依次為DBC金屬層、DBC碳化硅層和DBC金屬層。

實施例1

本例采用銅-碳化硅-銅結構，將期望厚度的銅薄片1（0.1mm-1mm）放置在碳化硅2（0.2mm-2mm）的上下兩側，之后在存在可控量氧氣的條件下，放置高溫環境中，在這些條件下，銅將會與碳化硅2基片形成非常堅固的接合，最后形成陶瓷基覆銅板。

實施例2

本例采用鋁-碳化硅-鋁結構，將期望厚度的鋁薄片3（0.1mm-1mm）放置在碳化硅2（0.2mm-2mm）的上下兩側，之后在存在可控量氧氣的條件下，放置高溫環境中，在這些條件下，鋁將會與碳化硅2基片形成非常堅固的接合，最后形成陶瓷基覆鋁板。

最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發明的具體實施例子，銅和鋁為陶瓷基覆金屬板中常見的金屬材料，顯然，本發明不限于以上實施例子，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護范圍。