DBC(Direct Bonded Copper)陶瓷敷铜板是一种将铜箔直接键合在陶瓷基板上的高性能电子封装材料，主要应用于高功率、高温和高可靠性要求的电子领域，其应用范围和市场规模持续扩大。

　　1. 发展背景与驱动因素

　　半导体器件向大功率、小型化发展导致热流密度急剧增加，传统PCB和金属基板无法满足高功率器件的散热需求。

　　替代氧化铍(毒性问题)和传统金属基板，相比IMS(绝缘金属基板)具有更高可靠性和耐温性，相比活性金属钎焊(AMB)具有成本优势。

(合肥泰络电子装备公司生产的铜板预氧化炉)

(合肥泰络电子装备公司生产的DBC烧结炉)

(合肥泰络电子装备公司生产的预氧化、DBC烧结之实验炉)

　　2. 预氧化核心工艺介绍

　　DBC陶瓷敷铜板的预氧化工艺是铜箔与陶瓷基板键合前的前道关键预处理步骤，通过在受控氧分压气氛中对铜箔表面进行受控氧化处理，形成适度厚度的Cu2O过渡层，为后续共晶键合创造理想界面条件。

　　2.1 铜箔预处理

　　清洁处理：采用酸洗(通常为5-10%稀硫酸)去除表面污染物

　　微蚀刻：形成微观粗糙表面(Ra 0.2-0.5μm)增加结合面积

　　去离子水超声清洗：确保表面无残留

　　2.2 预氧化工艺指标

　　温度控制：200-800℃(典型值250±5℃)

　　预氧化段氧分压控制：100-500ppm(N2/O2混合气体)

　　隔绝及还原段氧分压控制：5-10ppm(纯N2气体)

　　氧化及还原工艺时间：10-30min

　　反应方程：4Cu + O₂ → 2Cu₂O

　　2.3预氧化质量控制

　　氧化层厚度：0.5-3μm(最佳1-2μm)

　　颜色表征：均匀砖红色(Cu₂O特征色)

　　XRD检测：确认Cu₂O相纯度(>95%)

预氧化参考照片

　　3. DBC烧结工艺介绍

　　化学键合机制：Cu₂O与Al₂O₃陶瓷在1070℃左右形成CuAlO₂共晶相。

　　反应式：Cu₂O + Al₂O₃ → 2CuAlO₂

　　物理结合机制：氧化层微观孔隙结构增强机械互锁，热膨胀系数梯度过渡(Cu:17ppm/℃→Cu₂O:4.3ppm/℃→Al₂O₃:7.1ppm/℃)

　　特别注意：该工艺需要共晶键合工艺温度(1065-1083℃)精确配合，并控制炉内的氧分压及其稳定，对气氛场、流场、温场有极高要求，才能制备出高性能的DBC基板。

(制备现场)

　　铜资源丰富，无毒，符合环保要求，适合绿色制造趋势。铜相比贵金属材料成本更低，性价比高。

　　截止2024年底合肥泰络电子装备有限公司已为DBC及TEC(半导体制冷)行业提供约100余台(套)窑炉装备，有大量的成功交付及工艺经验积累，可完全取代美国、德国等国外厂家设备，具有很强的竞争力。

　　同时，合肥泰络公司提供的如DBC制备中的治具老化炉、陶瓷排胶炉、涂层处理炉等，也得到了市场广泛好评。

　　DBC陶瓷敷铜板的发展是电子电力技术演进、新能源革命和材料科学进步共同作用的结果。随着全球能源转型加速和电子设备功率密度持续提升，其市场需求和技术创新将保持快速增长态势。