Μετά τοκεραμικόςΤο υπόστρωμα συντήκεται και διαμορφώνεται, η επιφάνειά του πρέπει να μεταλλοποιηθεί και στη συνέχεια το σχέδιο της επιφάνειας δημιουργείται μέσω μεταφοράς εικόνας για να επιτευχθεί η απόδοση ηλεκτρικής σύνδεσης του κεραμικού υποστρώματος. Η μεταλλοποίηση της επιφάνειας είναι ένα κρίσιμο βήμα στην κατασκευή κεραμικών υποστρωμάτων. Αυτό συμβαίνει επειδή η ικανότητα διαβροχής των μετάλλων στις κεραμικές επιφάνειες σε υψηλές θερμοκρασίες καθορίζει τη δύναμη συγκόλλησης μεταξύ μετάλλων και κεραμικών. Η καλή δύναμη συγκόλλησης είναι μια σημαντική εγγύηση για τη σταθερότητα της απόδοσης της συσκευασίας LED. Προς το παρόν, οι κοινές μέθοδοι μεταλλοποίησης σε κεραμικές επιφάνειες μπορούν να ταξινομηθούν σε διάφορες μορφές, συμπεριλαμβανομένων των μεθόδων ταυτόχρονης καύσης (HTCC και LTCC), της μεθόδου παχιάς μεμβράνης (TFC), της μεθόδου άμεσης εναπόθεσης χαλκού (DBC), της μεθόδου άμεσης εναπόθεσης αλουμινίου (DBA) και της μεθόδου λεπτής μεμβράνης (DPC).
Μέθοδος ταυτόχρονης καύσης (HTCC/LTCC)
Υπάρχουν δύο τύποι μεθόδων συνδυασμένης καύσης: η μία είναι η συνδυασμένη καύση υψηλής θερμοκρασίας (HTCC) και η άλλη η συνδυασμένη καύση χαμηλής θερμοκρασίας (LTCC). Οι ροές διεργασίας και των δύο είναι βασικά οι ίδιες. Οι κύριες ροές διεργασίας παραγωγής περιλαμβάνουν την προετοιμασία του πολτού, τη χύτευση και τη δημιουργία ταινιών, την ξήρανση των πράσινων σωμάτων, τη διάτρηση οπών, την εκτύπωση με μεταξοτυπία και την πλήρωση οπών, τα κυκλώματα εκτύπωσης με μεταξοτυπία, την στρωματοποίηση και τη σύντηξη, καθώς και την τελική κοπή και άλλες διεργασίες μετεπεξεργασίας. Η σκόνη αλουμίνας αναμειγνύεται με οργανικά συνδετικά υλικά για να σχηματίσει ένα πολτό και στη συνέχεια το πολτό υποβάλλεται σε επεξεργασία σε φύλλα με ξύστρα. Μετά την ξήρανση, σχηματίζεται ένα κεραμικό πράσινο σώμα [10]. Στη συνέχεια, σύμφωνα με τις απαιτήσεις σχεδιασμού, οι διαμπερείς οπές υποβάλλονται σε επεξεργασία στο πράσινο σώμα και γεμίζονται με μεταλλική σκόνη. Η επιφάνεια του πράσινου σώματος επικαλύπτεται με ένα γραμμικό μοτίβο με τεχνολογία εκτύπωσης με μεταξοτυπία. Τέλος, τα πράσινα σώματα κάθε στρώσης στοιβάζονται και πιέζονται μεταξύ τους και στη συνέχεια συντήκονται και διαμορφώνονται στον κλίβανο συνδυασμένης καύσης. Αν και οι διεργασίες των δύο μεθόδων συνδυασμένης καύσης είναι περίπου οι ίδιες, οι θερμοκρασίες σύντηξης ποικίλλουν σημαντικά. Η θερμοκρασία συμπαγούς πυροδότησης για το HTCC είναι 1300 έως 1600℃, ενώ η θερμοκρασία σύντηξης για το LTCC είναι 850 έως 900℃. Ο κύριος λόγος για αυτή τη διαφορά έγκειται στο γεγονός ότι το πολτό σύντηξης LTCC περιέχει γυάλινα υλικά που μπορούν να μειώσουν τη θερμοκρασία σύντηξης, τα οποία δεν υπάρχουν στο πολτό σύντηξης HTCC. Αν και τα γυάλινα υλικά μπορούν να μειώσουν τη θερμοκρασία σύντηξης, οδηγούν σε σημαντική μείωση της θερμικής αγωγιμότητας του υποστρώματος.
Κεραμικό με παχύ φιλμ (TFC)
Η μέθοδος παχιάς μεμβράνης αναφέρεται στη διαδικασία κατασκευής κατά την οποία αγώγιμη πάστα επικαλύπτεται απευθείας πάνω στο κεραμικό υπόστρωμα με μεταξοτυπία και στη συνέχεια το μεταλλικό στρώμα προσκολλάται σταθερά στο κεραμικό υπόστρωμα μέσω πυροσυσσωμάτωσης υψηλής θερμοκρασίας. Η επιλογή του πολτού αγωγού παχιάς μεμβράνης είναι ένας βασικός παράγοντας για τον προσδιορισμό της διαδικασίας παχιάς μεμβράνης. Αποτελείται από μια λειτουργική φάση (δηλαδή, μεταλλική σκόνη με μέγεθος σωματιδίων μικρότερο από 2μm), μια φάση συνδετικού υλικού (συνδετικό υλικό) και έναν οργανικό φορέα. Οι συνήθεις μεταλλικές σκόνες περιλαμβάνουν Au, Pt, Au/Pt, Au/Pd, Ag, Ag/Pt, Ag/Pd, Cu, Ni, Al και W, μεταξύ των οποίων οι πολτοί Ag, Ag/Pd και Cu είναι οι πιο συνηθισμένοι. Το συνδετικό υλικό είναι γενικά γυάλινο υλικό, οξείδιο μετάλλου ή μείγμα και των δύο. Η λειτουργία του είναι να συνδέει το κεραμικό και το μέταλλο και να καθορίζει την πρόσφυση του πολτού παχιάς μεμβράνης στο βασικό κεραμικό. Είναι το κλειδί για την παραγωγή πολτού παχιάς μεμβράνης. Η κύρια λειτουργία του οργανικού φορέα είναι η διασπορά της λειτουργικής φάσης και της φάσης του συνδετικού υλικού, διατηρώντας παράλληλα ένα ορισμένο ιξώδες του παχύρρευστου πολτού για την προετοιμασία του για την επακόλουθη εκτύπωση μεταξοτυπίας. Θα εξατμιστεί σταδιακά κατά τη διάρκεια της διαδικασίας πυροσυσσωμάτωσης.
Άμεσα συνδεδεμένος χαλκός (DBC)
Η DBC είναι μια μέθοδος επιμετάλλωσης για τη συγκόλληση φύλλου χαλκού σε κεραμικές επιφάνειες (κυρίως Al2O3 και AlN). Είναι μια νέα διαδικασία που αναπτύχθηκε με την άνοδο της τεχνολογίας συσκευασίας chip on Board (COB). Η βασική αρχή είναι η εισαγωγή στοιχείων οξυγόνου μεταξύ του Cu και των κεραμικών και στη συνέχεια ο σχηματισμός μιας ευτηκτικής υγρής φάσης Cu/O στους 1065 έως 1083℃. Αυτή η φάση στη συνέχεια αντιδρά με την κεραμική μήτρα και το φύλλο χαλκού για να παράγει CuAlO2 ή Cu(AlO2)2 και, υπό τη δράση της ενδιάμεσης φάσης, το φύλλο χαλκού συνδέεται με τη μήτρα. Δεδομένου ότι το AlN ανήκει σε μη οξειδωμένα κεραμικά, το κλειδί για την επικάλυψη χαλκού στην επιφάνειά του έγκειται στον σχηματισμό ενός μεταβατικού στρώματος Al2O3 στην επιφάνειά του και στην επίτευξη αποτελεσματικής σύνδεσης μεταξύ του φύλλου χαλκού και της κεραμικής βάσης υπό τη δράση του μεταβατικού στρώματος.
Άμεση συγκόλληση αλουμινίου (DAB)
Η μέθοδος άμεσης επίστρωσης αλουμινίου εκμεταλλεύεται την καλή διαβρεξιμότητα του αλουμινίου με τα κεραμικά σε υγρή κατάσταση για να επιτύχει τη συγκόλληση των δύο. Όταν η θερμοκρασία αυξηθεί πάνω από 660℃, το στερεό αλουμίνιο υγροποιείται. Αφού το υγρό αλουμίνιο διαβρέξει την κεραμική επιφάνεια, καθώς η θερμοκρασία πέφτει, οι κρυσταλλικοί πυρήνες που παρέχονται από το αλουμίνιο στην κεραμική επιφάνεια κρυσταλλώνονται και αναπτύσσονται. Όταν ψύχεται σε θερμοκρασία δωματίου, επιτυγχάνεται ο συνδυασμός των δύο. Λόγω της υψηλής αντιδραστικότητας του αλουμινίου, είναι επιρρεπές σε οξείδωση σε υψηλές θερμοκρασίες σχηματίζοντας μια μεμβράνη Al2O3 που υπάρχει στην επιφάνεια του υγρού αλουμινίου, μειώνοντας σημαντικά τη διαβρεξιμότητα του υγρού αλουμινίου στην κεραμική επιφάνεια και καθιστώντας δύσκολη την επίτευξη συγκόλλησης. Επομένως, πρέπει να αφαιρεθεί πριν από τη συγκόλληση ή η συγκόλληση πρέπει να πραγματοποιηθεί σε συνθήκες χωρίς οξυγόνο. Οι Peng Rong et al. [23,27] υιοθέτησαν τη μέθοδο χύτευσης με γραφίτη για να απλώσουν καθαρό τηγμένο αλουμίνιο στις επιφάνειες του υποστρώματος Al2O3 και του υποστρώματος AlN υπό πίεση. Λόγω της έλλειψης ρευστότητας της μεμβράνης Al2O3, παρέμεινε στην κοιλότητα του καλουπιού. Μετά την ψύξη, ελήφθη ένα καλά συνδεδεμένο υπόστρωμα DAB.
Άμεση επιμετάλλωση χαλκού (DPC)
Η μέθοδος λεπτής μεμβράνης είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιεί κυρίως φυσική εναπόθεση ατμών (όπως εξάτμιση κενού, μαγνητρονικό ψεκασμό κ.λπ.) και άλλες τεχνικές για να σχηματίσει ένα μεταλλικό στρώμα στην επιφάνεια των κεραμικών και στη συνέχεια χρησιμοποιεί κάλυψη, χάραξη και άλλες λειτουργίες για να σχηματίσει ένα μεταλλικό κύκλωμα. Μεταξύ αυτών, η φυσική εναπόθεση ατμών είναι η πιο κοινή διαδικασία κατασκευής λεπτής μεμβράνης.
Ώρα δημοσίευσης: 16 Ιουλίου 2025