电力电子模块，例如转换器和逆变器系统，已广泛应用于交通运输，包括电动汽车、飞机和高速铁路。通常，功率模块简单地由五个主要部件组成：导线、半导体器件、接头、基板和散热器。随着碳化硅和氮化镓等宽带隙（WBG）半导体器件的使用越来越多，这为开发具有更高功率密度、极端环境下的高可靠性和更高性能的电力电子系统提供了巨大的机遇。

集成高温工作功率器件的开发允许在高温（>250℃）下使用电力电子模块，在这种情况下，由于多层的热膨胀系数（CTE）不匹配，电力电子模块中会出现较大的热应力，从而导致其高温应用的可靠性问题。

为了散发导致电力电子模块故障的热量，电力电子基板起着重要作用。功率电子陶瓷基板位于半导体管芯和散热器之间，并将半导体中产生的热量传递到冷却板。直接粘合铝（DBA）和活性金属钎焊（AMB）陶瓷基板，因其良好的导热性、低电阻和高绝缘电压而被认为是最有前途的电力电子模块基板。优势来自DBA/AMB陶瓷基板的金属、陶瓷、金属夹层结构。DBA/AMB基本上都有一个陶瓷绝缘板，由铝等材料组成AIN和Si3N4。绝缘板的两侧均由铝（AI）或铜金（Cu）属化，以用作导热和导电层。这种金属层不仅可以提高导热性，而且可以在绝缘板上形成电路。

然而，DBA/AMB基板的夹层结构也会导致高温下夹层结构中金属和陶瓷之间的，CTE差异引起的大量热机械应力。重复的热机械应力最终导致DBA/AMB陶瓷基板的断裂，DBA/AMB陶瓷基板在高温下的热机械应力取决于陶瓷和金属部件的材料特性。此外，由两种主要不同的工艺技术制造的镍金属化——电镀镍电镀和化学镍磷电镀——通常作为金属化层镀在DBA/AMB陶瓷基板的表面上，以保护铜和铜的氧化。 

铝此外，电镀Ni镀层和化学镀Ni-P镀层也具有不同的机械性能。Ni电镀具有良好的延展性和较高的抗拉强度，而化学镀Ni-P涂层具有良好的硬度和简单的制造工艺，因为其化学还原过程无需电连接。

在所调查的案例中，DBA/AMB陶瓷基板由各种材料设计组成，包括三种陶瓷板和两种金属，如前所述。此外，镍金属化是通过两种主要不同的工艺技术制造的：电镀镍镀层和化学镀镍磷镀层。DBA/AMB陶瓷基板以及镍金属化层的热冲击性能决定了电力电子模块的整个使用寿命。因此，DBA/AMB陶瓷基板的材料设计成为一个重要问题，因为它决定了它们在电力电子模块中的热循环可靠性。然而，很少有人研究具有各种陶瓷的镀镍DBA/AMB陶瓷基板的热循环可靠性。