在Al2O3基板上直接結合銅基金屬的性能評估

Performance Evaluation of Al2O3 for Direct Bonded Cu-based Substrate

鄭宇志(Yu-Chih Cheng)

指導教授 ： 曹龍泉

國立屏東科技大學/工學院/材料工程研究所/碩士(2023年)

https://doi.org/10.6346/NPUST202300458

摘要

本研究針對陶瓷基板之金屬化層進行探討，可分為高溫直接覆銅及低溫活性直接覆銅等基板研究，再進行微組織、相、機械性質和破斷面分析。
在高溫直接覆銅DBC基板，可在高於1000°C以上結合Cu/Al2O3，並分析到四層結構，內包含Cu、CuO、CuAl2O及Al2O3等相，破斷於界金屬層處，在Temp-1、Thk-1、Time-2的條件下，強度可達3.03MPa以上。
在低溫直接覆銅DBC基板中，超音波輔助及添加A和X元素均能有效的提高接合強度，另外，X元素能與Al2O3基板反應並形成界金屬層，其破斷也發生於此處。

關鍵字

DBC陶瓷基板 ； 超音波輔助銲接 ； 接合強度

並列摘要

This research focuses on the metallization layer of ceramic substrates which can be separated into high temperature direct bond copper and low temperature active bond copper substrates then microstructure, phase, mechanical properties and fracture surface analysis.
On high temperature bond copper DBC substrates, Cu/Al2O3 can be combined at above 1000°C and analysis four-layer structure which included Cu, CuO, CuAl2O and Al2O3 phases. Broken at the boundary metal layer and under the final conditions , the strength can reach more than 3.03MPa.
In low temperature direct bond copper DBC substrates, ultrasonic-Aided waves and additional A and X elements can effectively improve the bonding strength. In addition, X elements can be formed a boundary metal layer with Al2O3 substrates which break here.

並列關鍵字

DBC ； UAS ； Joint strength

參考文獻

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