Пасля таго, яккерамічныПадкладка спякаецца і фармуецца, яе паверхня павінна быць металізавана, а затым на паверхню пераносіцца малюнак, каб дасягнуць электрычных характарыстык злучэння керамічнай падкладкі. Металізацыя паверхні з'яўляецца найважнейшым этапам у вырабе керамічных падкладак. Гэта звязана з тым, што здольнасць металаў змочвацца керамічнымі паверхнямі пры высокіх тэмпературах вызначае сілу злучэння паміж металамі і керамікай. Добрая сіла злучэння з'яўляецца важнай гарантыяй стабільнасці характарыстык корпуса святлодыёдаў. У цяперашні час распаўсюджаныя метады металізацыі керамічных паверхняў можна ўмоўна класіфікаваць на некалькі відаў, у тым ліку метады сумеснага выпальвання (HTCC і LTCC), метад тоўстай плёнкі (TFC), метад прамога нанясення медзі (DBC), метад прамога нанясення алюмінію (DBA) і метад тонкай плёнкі (DPC).
Метад сумеснага абпальвання (HTCC/LTCC)
Існуе два тыпы метадаў сумеснага абпалу: адзін — высокатэмпературны сумесны абпал (HTCC), а другі — нізкатэмпературны сумесны абпал (LTCC). Тэхналагічныя працэсы абодвух у асноўным аднолькавыя. Асноўныя вытворчыя працэсы ўключаюць падрыхтоўку суспензіі, ліццё і выраб палос, сушку загатоўкі, свідраванне скразных адтулін, трафарэтны друк і запаўненне адтулін, схемы трафарэтнага друку, нанясенне пластоў і спяканне, а таксама канчатковую нарэзку і іншыя працэсы пасляапрацоўкі. Парашок аксіду алюмінію змешваецца з арганічнымі звязальнымі рэчывамі для ўтварэння суспензіі, а затым суспензія апрацоўваецца ў лісты з дапамогай скрабка. Пасля сушкі фармуецца керамічная загатоўка [10]. Затым, у адпаведнасці з патрабаваннямі праектавання, на загатоўцы апрацоўваюцца скразныя адтуліны і запаўняюцца металічным парашком. Паверхня загатоўкі пакрываецца лінейным малюнкам з дапамогай тэхналогіі трафарэтнага друку. Нарэшце, загатоўкі кожнага пласта складаюцца і прэсуюцца разам, а затым спякаюцца і фармуюцца ў печы для сумеснага абпалу. Нягледзячы на тое, што працэсы гэтых двух метадаў сумеснага абпалу прыблізна аднолькавыя, тэмпературы спякання значна адрозніваюцца. Тэмпература сумеснага абпалу для HTCC складае ад 1300 да 1600℃, у той час як тэмпература спякання для LTCC складае ад 850 да 900℃. Асноўная прычына гэтай розніцы заключаецца ў тым, што суспензія для спякання LTCC утрымлівае шкляныя матэрыялы, якія могуць зніжаць тэмпературу спякання, але адсутнічаюць у суспензіі для сумеснага абпалу HTCC. Нягледзячы на тое, што шкляныя матэрыялы могуць зніжаць тэмпературу спякання, яны прыводзяць да значнага зніжэння цеплаправоднасці падкладкі.
Тоўстаплёнкавая кераміка (TFC)
Тоўстаплёнкавы метад адносіцца да вытворчага працэсу, пры якім праводная паста наносіцца непасрэдна на керамічную падкладку з дапамогай трафарэтнага друку, а затым металічны пласт трывала прыліпае да керамічнай падкладкі шляхам высокатэмпературнага спякання. Выбар тоўстаплёнкавай правадной суспензіі з'яўляецца ключавым фактарам у вызначэнні працэсу тоўстаплёнкавай вытворчасці. Яна складаецца з функцыянальнай фазы (г.зн. металічнага парашка з памерам часціц менш за 2 мкм), злучнай фазы (злучнага рэчыва) і арганічнага носьбіта. Распаўсюджаныя металічныя парашкі ўключаюць Au, Pt, Au/Pt, Au/Pd, Ag, Ag/Pt, Ag/Pd, Cu, Ni, Al і W, сярод якіх найбольш распаўсюджаныя суспензіі Ag, Ag/Pd і Cu. Злучным рэчывам звычайна з'яўляецца шкло, аксід металу або сумесь абодвух. Яго функцыя заключаецца ў злучэнні керамікі і металу і вызначэнні адгезіі тоўстаплёнкавай суспензіі да асноўнай керамікі. Гэта ключ да атрымання тоўстаплёнкавай суспензіі. Асноўная функцыя арганічнага носьбіта заключаецца ў дысперсіі функцыянальнай фазы і злучнай фазы, падтрымліваючы пры гэтым пэўную глейкасць тоўстай плёнкі для падрыхтоўкі да наступнага трафарэтнага друку. Падчас працэсу спякання яна будзе паступова выпарацца.
Медзь прамога злучэння (DBC)
DBC — гэта метад металізацыі для склейвання меднай фальгі з керамічнымі паверхнямі (у асноўным Al2O3 і AlN). Гэта новы працэс, распрацаваны з развіццём тэхналогіі ўпакоўкі чып на плаце (COB). Асноўны прынцып заключаецца ва ўвядзенні кіслародных элементаў паміж Cu і керамікай, а затым утварэнні эўтэктычнай вадкай фазы Cu/O пры тэмпературы ад 1065 да 1083℃. Затым гэтая фаза рэагуе з керамічнай матрыцай і меднай фальгой, утвараючы CuAlO2 або Cu(AlO2)2, і пад дзеяннем прамежкавай фазы медная фальга злучаецца з матрыцай. Паколькі AlN належыць да неаксіднай керамікі, ключ да меднага пакрыцця на яго паверхні заключаецца ў фарміраванні пераходнага пласта Al2O3 на яе паверхні і дасягненні эфектыўнага злучэння паміж меднай фальгой і асноўнай керамікай пад дзеяннем пераходнага пласта.
Прамое злучэнне алюмінію (DAB)
Метад прамога пакрыцця алюмініем выкарыстоўвае добрую змочвальнасць алюмінію ў вадкім стане з керамікай для дасягнення злучэння гэтых двух матэрыялаў. Калі тэмпература падымаецца вышэй за 660℃, цвёрды алюміній разрэджваецца. Пасля таго, як вадкі алюміній змочвае керамічную паверхню, пры зніжэнні тэмпературы крышталічныя зародкі, якія ўтвараюцца алюмініем на керамічнай паверхні, крышталізуюцца і растуць. Пры астуджэнні да пакаёвай тэмпературы дасягаецца злучэнне гэтых двух матэрыялаў. З-за высокай рэакцыйнай здольнасці алюмінію ён схільны да акіслення пры высокіх тэмпературах, утвараючы плёнку Al2O3, якая існуе на паверхні вадкага алюмінію, што значна зніжае змочвальнасць вадкага алюмінію на керамічнай паверхні і ўскладняе дасягненне злучэння. Таму яе неабходна выдаліць перад злучэннем або злучэнне павінна праводзіцца ў безкіслародных умовах. Пэн Жун і інш. [23,27] выкарысталі метад ліцця пад ціскам графітавай формы для размеркавання чыстага расплаўленага алюмінію па паверхнях падкладкі Al2O3 і падкладкі AlN пад ціскам. З-за адсутнасці цякучасці плёнкі Al2O3 яна заставалася ў паражніне формы. Пасля астуджэння атрымлівалі добра звязаны DAB-субстрат.
Медзь прамога пакрыцця (DPC)
Метад тонкаплёнкавага пакрыцця — гэта працэс, у якім у асноўным выкарыстоўваецца фізічнае асаджэнне з паравой фазы (напрыклад, вакуумнае выпарэнне, магнетроннае распыленне і г.д.) і іншыя метады для фарміравання металічнага пласта на паверхні керамікі, а затым выкарыстоўваюцца маскіроўка, травленне і іншыя аперацыі для фарміравання пласта металічнай схемы. Сярод іх фізічнае асаджэнне з паравой фазы з'яўляецца найбольш распаўсюджаным працэсам вырабу тонкіх плёнак.
Час публікацыі: 16 ліпеня 2025 г.