AMB（Active Metal Brazing）即活性金屬釬焊法，這是一種在DBC技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的將陶瓷與金屬封接的方法。

相比于傳統(tǒng)的DBC基板，采用AMB工藝制備的陶瓷基板，不僅具有更高的熱導(dǎo)率、更好的銅層結(jié)合力，而且還有熱阻更小、可靠性更高等優(yōu)勢(shì)；此外，因其加工過程能在一次升溫中完成，操作簡(jiǎn)便、時(shí)間周期短、封接性能好并且對(duì)陶瓷的適用范圍廣，所以該工藝在國內(nèi)外發(fā)展較快，成為了電子器件中常用的一種方法。

AMB工藝描述

AMB實(shí)施中，是在釬料中加入活性元素，通過化學(xué)反應(yīng)在陶瓷表面形成反應(yīng)層，提高釬 料在陶瓷表面的潤(rùn)濕性，從而使得陶瓷與金屬之間直接進(jìn)行釬焊封接。

在制備中，主要選用Ti、Zr、Hf等金屬元素做焊料，原因是他們?cè)谠刂芷诒硖幱谶^渡區(qū)間，能夠與陶瓷表面的氧、碳、氮或硅發(fā)生化學(xué)鍵合，與Cu、Ni、Ag-Cu等在低于各自熔點(diǎn)的溫度下形成合金，從而在陶瓷表面形成一個(gè)反應(yīng)層，為陶瓷表面增加更高程度的金屬特性，使釬焊合金能夠有效地潤(rùn)濕和擴(kuò)散。此外，反應(yīng)層還可以在熱膨脹系數(shù)不匹配接頭表面形成過渡層來減少熱引起的殘余應(yīng)力。

值得注意的是，AMB的封接性能相比通過金屬化法制備樣品的性能偏低。因此，亟待研發(fā)出高性能的AMB工藝來提高釬焊產(chǎn)品的質(zhì)量。

通常，活性元素含量在2wt.%~8wt.%之間有較好的活性，當(dāng)活性元素的含量過高時(shí)會(huì)造成釬料的脆性增大，從而降低封接面的強(qiáng)度，當(dāng)活性元素的含量過 低時(shí)，會(huì)導(dǎo)致釬料對(duì)陶瓷的潤(rùn)濕性降低，造成封接不易完成。

AMB的三種陶瓷材料

目前，經(jīng)過數(shù)代科研人員針對(duì) Al₂O₃陶瓷的 AMB 工藝做了一系列的研究和探討，總結(jié)了一些典型的 Al₂O₃陶瓷活性釬焊的系統(tǒng)體系，如下表：

釬焊 Al2O3 陶瓷的典型釬料、工藝參數(shù)、反應(yīng)產(chǎn)物及接頭強(qiáng)度

AMB工藝“上車”市場(chǎng)增速亮眼

據(jù)QYResearch調(diào)研報(bào)告顯示，2022年全球AMB陶瓷基板市場(chǎng)規(guī)模大約為4.3億美元，預(yù)計(jì)2029年將達(dá)到28億美元，未來幾年年復(fù)合增長(zhǎng)率CAGR為26%。

其中，電動(dòng)汽車的快速增長(zhǎng)及SiC加速上車、新能源汽車的快速增長(zhǎng)，是最主要的驅(qū)動(dòng)因素。

AMB基板作為SiC的核心配套材料，目前推廣的難點(diǎn)在于成本較高，將伴隨SiC上車在新能源汽車領(lǐng)域取得突破。

目前，隨著碳化硅器件在電動(dòng)汽車、光伏新能源、軌道交通等行業(yè)的應(yīng)用，碳化硅器件市場(chǎng)需求迅速增長(zhǎng)，全球碳化硅行業(yè)產(chǎn)能呈現(xiàn)供給不足的情況。為保證襯底供給，滿足以電動(dòng)汽車為代表的客戶未來的增長(zhǎng)需求，各大廠商紛紛開始擴(kuò)產(chǎn)。隨著下游市場(chǎng)的超預(yù)期發(fā)展， 產(chǎn)業(yè)鏈的景氣程度有望持續(xù)向好，SiC 襯底產(chǎn)業(yè)也將直接受益于行業(yè)發(fā)展。

新能源汽車也是該行業(yè)重要的驅(qū)動(dòng)因素之一。全球電動(dòng)汽車持續(xù)快速增長(zhǎng)，2022年全球新能源汽車總銷量突破了1000萬輛，同步增長(zhǎng)61%。中國和歐洲成為推動(dòng)全球電動(dòng)汽車銷量強(qiáng)勁增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿Α?022年，中國新能源汽車產(chǎn)銷量分別達(dá)到705.8萬輛和688.7萬輛，同比增長(zhǎng)96.9%和93.4%，新能源汽車產(chǎn)銷量已連續(xù)8年位居全球第一。其中，純電動(dòng)汽車銷量536.5萬輛，同比增長(zhǎng)81.6%。2022年，歐洲純電動(dòng)汽車銷量同比上漲29%，至158萬輛。