根据三菱综合材料网站产品资料介绍，直接敷铝陶瓷(Direct Bonded Aluminum,DBA)基板是由高纯度铝板直接粘附于陶瓷基板两侧组成（见下图1），兼具良好的导热性与电气绝缘性能，在热循环测试中展现出了出色的可靠性，已被实际应用于电动汽车（xEVs）的功率模块、工业设备的变频器和其他需要高可靠性和散热的应用。

图1:直接敷铝陶瓷基板(Direct Bonded Aluminum,DBA) 来源：三菱综合材料

多年来，直接敷铜陶瓷(Direct Bonded Copper Ceramic Substrate,DBC)基板因优异的导热因其优良的电气绝缘性和导热性能，已被广泛用于功率模块等电力电子器件的封装。它能承受高达10,000伏的电压和大电流条件，同时允许芯片直接安装在基板上，从而简化了器件结构，并有效提升了散热效率，推动了功率电子器件的普及。然而，DBC基板在高热冲击条件下表现出一定的脆弱性。例如，功率芯片工作时产生的焦耳热可能导致界面应力集中，进而引发陶瓷层或焊接界面的裂纹，影响器件可靠性。

在一些研究资料中提到，例如参考资料2中提到在一定的界面结合手段下得到的DBA基板，DBA基板的热循环耐受能力比DBC基板高100倍。在三菱综合材料的网站中也提到，DBA基板经受2500次的循环测试后在电镜下依然没有异常（见下图2）。

图2：DCB基板与DBA®基板对比热循环测试（-40~125℃，2500次循环） 来源：三菱综合材料

为什么DBA基板热循环可靠性更高？

在参考资料3中，提到“在⾼热应⼒条件下，DBA基板⽐DBC基板具有更好的可靠性，这是由于铝和铜的塑性变形⾏为不同”，此外，三菱综合材料官网提到，DBA基板具备优异的热应力缓和效果。在热循环过程中，铝可以通过微观的塑性流动来“释放”局部应力，避免应力集中在陶瓷等脆性材料界面上，降低开裂风险。

虽然铝的良好塑性在一定程度上有助于缓解热应力，但其仅是DBA基板在冷热循环中展现高可靠性的一个方面。真正决定DBA基板长期稳定性的，是其铝-陶瓷之间的界面结合强度。因此，高可靠性键合工艺与合理的材料体系设计，构成了该技术的核心要素。参考资料3中通过瞬时液相键合法(transient liquid phase ,TLP)将铝直接键合到氮化铝基底上，采⽤该⼯艺制备的DBA基板在合适的加热条件下具有良好的稳定性，在热循环测试后未出现任何界⾯断裂。

瞬时液相键合法（Transient Liquid Phase Bonding, TLP）是一种在电子封装中广泛应用的低温互连技术，其核心原理是通过引入低熔点中间层材料，在较低温度下形成短暂液相，随后通过扩散反应生成高熔点金属间化合物，最终实现可靠的固态连接。这一过程不仅兼顾低温加工的优势，还能在固化后显著提高连接强度与耐热性，有效缓解热应力、减少陶瓷损伤，特别适用于高热循环、高功率密度等严苛工作环境中的封装需求。

参考资料：

1、三菱综合材料，DBA（Direct Bonded Aluminum）基板产品介绍

2、Xiao-Shan Ning, Yuanbo Lin, Wei Xu, Rong Peng, Heping Zhou, Kexin Chen,

Development of a directly bonded aluminum/alumina power electronic substrate,

Materials Science and Engineering: B,Volume 99, Issues 1–3

3、Y. Kuromitsu et al., "Direct bonded aluminum on aluminum nitride substrates via a transient liquid phase and its application," 2010 6th International Conference on Integrated Power Electronics Systems, Nuremberg, Germany, 2010, pp. 1-5.

编辑整理：粉体圈Alpha