在新能源汽车、智能电网、轨道交通等高压大功率应用场景中，电子器件的散热效率和可靠性已成为技术突破的关键。近年来，DBA（Direct Bonded Aluminum）直接覆铝陶瓷基板凭借其独特的优势，逐渐成为替代传统DBC（直接覆铜）基板的“潜力股”。本文将深入解析DBA的技术原理、技术关键及行业应用等，揭示其为何成为下一代功率器件封装的“热选”。

DBA陶瓷基板结构及其在元件散热领域的应用

　　一、技术原理

　　DBA陶瓷基板制备的工艺原理是，当温度升至铝的熔点（660℃）以上时，液态铝在真空或惰性气体环境中润湿陶瓷表面（如Al₂O₃或AlN），冷却过程中铝原子直接在陶瓷晶核上结晶生长，形成“铝-陶瓷-铝”的三明治结构。

　　与DBC（直接覆铜）的差异在于界面无化学反应。DBC工艺需在1000℃以上高温下进行，铜与氧化铝界面会生成脆性化合物CuAlO₂/CuAl₂O₄，导致热应力集中；而DBA的物理结合避免了脆性相，结合强度更高。

　　提高铝在陶瓷基片表面的润湿性是DBA技术的工艺难点，铝在空气中极易氧化形成致密Al₂O₃膜，阻碍润湿。

　　针对该难点，目前行业通过两种方案突破：

　　表面过渡层技术：在陶瓷表面预镀钛（Ti）、铬（Cr）等金属层，通过Al-金属共晶反应形成液相，促进扩散。

　　瞬时液相键合（TLP）：引入硅（Si）等低熔点中间层，低温下形成短暂液相，扩散后生成高熔点金属间化合物，兼顾低温加工与高温服役稳定性。

　　二、技术关键点

　　DBA（直接敷铝陶瓷基板）的核心，在于通过低温共晶键合实现铝层与陶瓷的物理结合。

　　1. 金属化时的润湿性与界面强化

　　去氧化控制：在真空或氮气环境中处理铝表面，消除氧化膜，提供液态铝的浸润性。热应力调控：利用铝的塑性变形能力（屈服强度仅为铜的1/3），缓解陶瓷与金属的热膨胀系数失配（Al₂O₃: 7.1 ppm/K vs Al: 23.6 ppm/K）。

　　2. 蚀刻工艺优化

　　传统DBA陶瓷基板的铝层厚度≥100μm，难以蚀刻出精细线路。新的图形化技术包括：采用激光精密刻蚀，可实现微米级线宽，但需控制热影响区避免基板变形；应用增材制造技术，通过金属浆料印刷局部增厚导电线路，提升载流能力。

　　3. 国产化工艺突破

　　以富乐华为代表的国内企业，通过粉体自研+烧结工艺优化，将界面空洞率降至＜0.5%，局部放电耐压提升至1.2kV（优于进口基板20%），成本降低30-40%。

　　三、应用优势：轻量化与高可靠性

　　1. DBA陶瓷基板与DBC、AMB陶瓷基板性能对比

DBA基板的抗热震性由于DBC陶瓷基板

　　四、现存瓶颈

　　精细线路限制：DBA表面铝层较厚，需开发微细加工技术（如激光微钻、等离子刻蚀）。

　　成本控制：高纯度工艺设备投入大，需通过规模化生产降低单位成本。

　　界面长期可靠性：长期高温（>200℃）下铝层蠕变可能导致界面失效，需材料优化（如Al-Si合金）。

　　五、结语

　　DBA凭借物理界面高可靠、轻量化及铝线兼容性，正在新能源汽车、航天航空等极端工况场景替代DBC/AMB。富乐华等企业已经实现粉体-工艺-设备的全链条国产化，DBA基板成本持续下探，有望在800V高压平台、SiC功率模块封装中成为主流选择。