Strukturierte Komponentendaten · 2026

Direct Bonded Copper (DBC)-Substrat

Direct Bonded Copper (DBC)-Substrat ist ein spezielles elektronisches Substrat, bei dem Kupferfolie durch einen Hochtemperatur-Oxidationsprozess direkt mit einem keramischen Isolator (typischerweise Aluminiumoxid Al2O3 oder Aluminiumnitrid AlN) verbunden wird. Dies erzeugt ein metallisiertes Keramiksubstrat mit ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit, elektrischer Isolierung und mechanischer Stabilität.

Technische Definition und Einsatzkontext
Ein typisches Direct Bonded Copper (DBC)-Substrat wird in Elektrogeräteherstellung nach Material, Toleranz, Montage- und Anwendungskompatibilität sowie Ausfallrisiko bewertet.

Direct Bonded Copper (DBC)-Substrat ist ein spezielles elektronisches Substrat, bei dem Kupferfolie durch einen Hochtemperatur-Oxidationsprozess direkt mit einem keramischen Isolator (typischerweise Aluminiumoxid Al2O3 oder Aluminiumnitrid AlN) verbunden wird. Dies erzeugt ein metallisiertes Keramiksubstrat mit ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit, elektrischer Isolierung und mechanischer Stabilität. DBC-Substrate dienen als Grundlage für Leistungshalbleitermodule und bieten elektrische Verbindungen, Wärmeableitungspfade und strukturelle Unterstützung für Halbleiterchips, Drahtbonds und andere Komponenten in Hochleistungsanwendungen. DBC-Substrate funktionieren, indem Kupferschichten durch einen Hochtemperaturprozess (typischerweise 1065°C) mit Keramik verbunden werden, wobei Kupfer und Keramik eine Kupfer-Sauerstoff-Eutektikum-Bindung eingehen. Die Keramik bietet elektrische Isolierung und Wärmeleitfähigkeit, während die Kupferschichten elektrische Verbindungen und Wärmeverteilung ermöglichen. Im Betrieb wird die von den Halbleiterchips erzeugte Wärme durch die Kupferschicht in die Keramik übertragen, die sie dann an den Kühlkörper oder das Kühlsystem abgibt, während die strukturierten Kupferbahnen elektrische Verbindungen zwischen den Komponenten herstellen.

Komponentenspezifikationen

Definition
Direct Bonded Copper (DBC)-Substrat ist ein spezielles elektronisches Substrat, bei dem Kupferfolie durch einen Hochtemperatur-Oxidationsprozess direkt mit einem keramischen Isolator (typischerweise Aluminiumoxid Al2O3 oder Aluminiumnitrid AlN) verbunden wird. Dies erzeugt ein metallisiertes Keramiksubstrat mit ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit, elektrischer Isolierung und mechanischer Stabilität. DBC-Substrate dienen als Grundlage für Leistungshalbleitermodule und bieten elektrische Verbindungen, Wärmeableitungspfade und strukturelle Unterstützung für Halbleiterchips, Drahtbonds und andere Komponenten in Hochleistungsanwendungen.

DBC-Substrate funktionieren, indem Kupferschichten durch einen Hochtemperaturprozess (typischerweise 1065°C) mit Keramik verbunden werden, wobei Kupfer und Keramik eine Kupfer-Sauerstoff-Eutektikum-Bindung eingehen. Die Keramik bietet elektrische Isolierung und Wärmeleitfähigkeit, während die Kupferschichten elektrische Verbindungen und Wärmeverteilung ermöglichen. Im Betrieb wird die von den Halbleiterchips erzeugte Wärme durch die Kupferschicht in die Keramik übertragen, die sie dann an den Kühlkörper oder das Kühlsystem abgibt, während die strukturierten Kupferbahnen elektrische Verbindungen zwischen den Komponenten herstellen.
Funktionsprinzip
DBC substrates work by bonding copper layers to ceramic through a high-temperature process (typically 1065°C) where copper and ceramic form a copper-oxygen eutectic bond. The ceramic provides electrical insulation and thermal conductivity, while the copper layers provide electrical connectivity and heat spreading. In operation, heat generated by semiconductor dies transfers through the copper layer into the ceramic, which then dissipates it to the heat sink or cooling system, while the patterned copper traces provide electrical connections between components.
Materialien
Keramik: Aluminiumoxid (Al2O396% oder 99.6% Reinheit) oder Aluminiumnitrid (AlN). Kupfer: Sauerstofffreies hochleitfähiges Kupfer (OFHC)-Folietypischerweise 0.1mm bis 0.6mm dick. Bindungsschicht: Kupfer-Sauerstoff-Eutektikumdas während der Hochtemperaturverarbeitung gebildet wird.
Copper Thickness
0.1mm to 0.6mm
Ceramic Thickness
0.25mm to 1.5mm
Dielectric Strength
>10 kV/mm
Oberflächenrauheit Ra
0.4-1.0 μm
Thermal Conductivity (AlN)
170-200 W/mK
Thermal Conductivity (Al2O3)
24-28 W/mK
Betriebstemperatur
>300°C
CTE (Coefficient of Thermal Expansion)
4.5-7.5 ppm/K (Al2O3), 4.5 ppm/K (AlN)
Normen
ISO 14647DIN EN 60384IEC 61249

Branchentaxonomie & Aliasse

Gebräuchliche Handelsnamen, technische Kennungen und Suchbegriffe für Direct Bonded Copper (DBC)-Substrat.

Übergeordnete Produkte

Diese Komponente wird in den folgenden Industrieprodukten eingesetzt.

FMEA · Fehleranalyse

Ursache → Fehlermodus → Engineering-Massnahme

Thermal cycling stress->Copper-ceramic delamination->Optimize copper thickness and pattern design, use proper bonding parameters, implement thermal stress relief features
Mechanical shock or vibration->Ceramic fracture or cracking->Proper mounting and clamping, use of compliant interfaces, careful handling procedures
Manufacturing contamination->Electrical short circuits or reduced insulation->Clean room processing, thorough cleaning procedures, visual and electrical inspection

Industrielles Ökosystem und technische Bewertung

0
Delamination between copper and ceramic layers
1
Thermal stress cracking
2
Copper oxidation during processing
3
Ceramic fracture during handling
4
Electrical short circuits due to contamination

Konformität und Prüfung

tolerance
Copper pattern alignment: ±0.05mm, Ceramic thickness: ±10%, Copper thickness: ±5%
test method
Thermal cycling test (IEC 60749-25), Shear strength test (MIL-STD-883), Dielectric withstand voltage test (IEC 60112), Thermal conductivity measurement (ASTM E1461)

Hersteller für diese Komponente

Relevante Herstellerprofile aus der CNFX-Komponentenfähigkeitstabelle.

Die Herstellerliste dient der Vorrecherche und Einordnung von Fertigungskapazitäten. Sie ist keine Zertifizierung, kein Ranking und keine Transaktionsgarantie.

Beispielhafte Bewertungskriterien aus Einkaufsprozessen

Keine Kundenbewertung und keine Echtzeitdaten. Die Werte zeigen typische Prüfkriterien in RFQ- und Lieferantenbewertungsprozessen.

Technische Dokumentation
4/5
Fertigungsfähigkeit
4/5
Prüfbarkeit
5/5
Lieferantentransparenz
3/5

Die Kriterien dienen als Orientierung für technische Einkaufsprüfungen. Konkrete Kunden, Länder, Bewertungsdaten oder Live-Nachfragen werden nur angezeigt, wenn entsprechende belastbare Daten vorliegen.

Verwandte Komponenten

Häufige Fragen

What are the main advantages of DBC substrates over traditional PCB substrates?

DBC substrates offer superior thermal conductivity (especially with AlN), better electrical insulation at high voltages, higher temperature tolerance (>300°C), lower thermal expansion mismatch with semiconductor dies, and better reliability in high-power cycling conditions.

What is the difference between Al2O3 and AlN DBC substrates?

Al2O3 (alumina) DBC offers good electrical insulation and moderate thermal conductivity (24-28 W/mK) at lower cost. AlN (aluminum nitride) DBC provides excellent thermal conductivity (170-200 W/mK) for high-power density applications but at higher cost and with more challenging manufacturing processes.

What are the typical applications for DBC substrates?

DBC substrates are used in IGBT modules, MOSFET modules, SiC and GaN power modules, automotive power electronics, industrial motor drives, renewable energy inverters, traction systems, and high-frequency power supplies.

Kann ich Hersteller direkt kontaktieren?

CNFX ist ein offenes Verzeichnis, keine Handelsplattform und kein Beschaffungsagent. Herstellerprofile und Formulare helfen bei der Vorbereitung des direkten Kontakts.

CNFX Industrial Component Index · Elektrogeräteherstellung

Datenbasis

CNFX-Herstellerprofile, technische Klassifikation, öffentlich verfügbare Produktinformationen und fortlaufende Plausibilitätsprüfung.

Vorläufige technische Einordnung
Diese Seite dient der strukturierten Vorbereitung von Recherche, RFQ und Lieferantenbewertung. Sie ersetzt keine Lieferantenqualifizierung, keine Normenprüfung und keine technische Freigabe durch den Käufer.

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