Despois docerámicaUnha vez que o substrato se sinteriza e se forma, a súa superficie debe metalizarse e, a continuación, o patrón da superficie faise mediante transferencia de imaxe para lograr o rendemento de conexión eléctrica do substrato cerámico. A metalización da superficie é un paso crucial na fabricación de substratos cerámicos. Isto débese a que a capacidade de mollabilidade dos metais nas superficies cerámicas a altas temperaturas determina a forza de unión entre os metais e a cerámica. Unha boa forza de unión é unha garantía importante para a estabilidade do rendemento do envasado LED. Na actualidade, os métodos comúns de metalización en superficies cerámicas pódense clasificar grosso modo en varias formas, incluíndo métodos de cocombustión (HTCC e LTCC), método de película grosa (TFC), método de deposición directa de cobre (DBC), método de deposición directa de aluminio (DBA) e método de película fina (DPC).
Método de coqueimado (HTCC/LTCC)
Existen dous tipos de métodos de coqueición: un é a coqueición a alta temperatura (HTCC) e o outro é a coqueición a baixa temperatura (LTCC). Os fluxos do proceso de ambos son basicamente os mesmos. Os principais fluxos do proceso de produción inclúen a preparación da suspensión, a fundición e a xeración de tiras, o secado de corpos verdes, a perforación de orificios pasantes, a serigrafía e o recheo de orificios, os circuítos de serigrafía, a estratificación e a sinterización, e o corte final e outros procesos de postratamento. O po de alúmina mestúrase con aglutinantes orgánicos para formar unha suspensión e, a continuación, a suspensión procésase en láminas cun raspador. Despois do secado, fórmase un corpo verde cerámico [10]. Despois, segundo os requisitos de deseño, procésanse orificios pasantes no corpo verde e énchense con po metálico. A superficie do corpo verde revístese cun patrón de liñas mediante a tecnoloxía de serigrafía. Finalmente, os corpos verdes de cada capa apílanse e prémense xuntos, e logo sintéranse e fórmanse no forno de coqueición. Aínda que os procesos dos dous métodos de coqueición son aproximadamente os mesmos, as temperaturas de sinterización varían moito. A temperatura de cocción para o HTCC é de 1300 a 1600 ℃, mentres que a temperatura de sinterización para o LTCC é de 850 a 900 ℃. A principal razón desta diferenza reside no feito de que a suspensión de sinterización de LTCC contén materiais de vidro que poden baixar a temperatura de sinterización, que non están presentes na suspensión de cocción de HTCC. Aínda que os materiais de vidro poden baixar a temperatura de sinterización, provocan unha diminución significativa da condutividade térmica do substrato.
Cerámica de película grosa (TFC)
O método de película grosa refírese ao proceso de fabricación no que a pasta condutora se aplica directamente sobre o substrato cerámico mediante serigrafía e, a continuación, a capa metálica adhírese firmemente ao substrato cerámico mediante sinterización a alta temperatura. A selección da suspensión condutora de película grosa é un factor clave para determinar o proceso de película grosa. Está composta por unha fase funcional (é dicir, po metálico cun tamaño de partícula inferior a 2 μm), unha fase aglutinante (aglutinante) e un portador orgánico. Os pos metálicos comúns inclúen Au, Pt, Au/Pt, Au/Pd, Ag, Ag/Pt, Ag/Pd, Cu, Ni, Al e W, entre os cales as suspensións de Ag, Ag/Pd e Cu son as máis comúns. O aglutinante é xeralmente material de vidro, óxido metálico ou unha mestura de ambos. A súa función é conectar a cerámica e o metal e determinar a adhesión da suspensión de película grosa á cerámica base. É a clave para a produción de suspensión de película grosa. A función principal do soporte orgánico é dispersar a fase funcional e a fase aglutinante, mantendo unha certa viscosidade da pasta de película grosa para preparala para a posterior serigrafía. Volatilizarase gradualmente durante o proceso de sinterización.
Cobre de unión directa (DBC)
A DBC é un método de metalización para unir láminas de cobre sobre superficies cerámicas (principalmente Al₂O₃ e AlN). É un novo proceso desenvolvido co auxe da tecnoloxía de empaquetado de chips en placa (COB). O principio básico é introducir elementos de osíxeno entre o Cu e a cerámica e, a continuación, formar unha fase líquida eutéctica de Cu/O a 1065 a 1083 ℃. Esta fase reacciona entón coa matriz cerámica e a lámina de cobre para xerar CuAlO₂ ou Cu(AlO₂)₂ e, baixo a acción da fase intermedia, a lámina de cobre únese á matriz. Dado que o Al₂O₃ pertence ás cerámicas non oxidadas, a clave para o revestimento de cobre na súa superficie reside en formar unha capa de transición de Al₂O₃ na súa superficie e lograr unha unión eficaz entre a lámina de cobre e a cerámica base baixo a acción da capa de transición.
Unión directa de aluminio (DAB)
O método de revestimento directo de aluminio aproveita a boa mollabilidade do aluminio coa cerámica en estado líquido para lograr a unión de ambos. Cando a temperatura sobe por riba dos 660 ℃, o aluminio sólido licúase. Despois de que o aluminio líquido molle a superficie cerámica, a medida que a temperatura baixa, os núcleos cristalinos proporcionados polo aluminio na superficie cerámica cristalizan e medran. Cando se arrefría á temperatura ambiente, conséguese a combinación de ambos. Debido á alta reactividade do aluminio, é propenso á oxidación a altas temperaturas para formar unha película de Al2O3 que existe na superficie do líquido de aluminio, o que reduce significativamente a mollabilidade do líquido de aluminio na superficie cerámica e dificulta a unión. Polo tanto, debe eliminarse antes da unión ou a unión debe levarse a cabo en condicións libres de osíxeno. Peng Rong et al. [23,27] adoptaron o método de fundición a presión en molde de grafito para estender aluminio fundido puro nas superficies do substrato de Al2O3 e do substrato de AlN baixo presión. Debido á falta de fluidez da película de Al2O3, esta permaneceu na cavidade do molde. Tras o arrefriamento, obtívose un substrato DAB ben unido.
Cobre chapado directamente (DPC)
O método de película fina é un proceso que emprega principalmente a deposición física de vapor (como a evaporación ao baleiro, a pulverización catódica con magnetrón, etc.) e outras técnicas para formar unha capa metálica na superficie da cerámica e, a continuación, emprega enmascaramento, gravado e outras operacións para formar unha capa de circuíto metálico. Entre elas, a deposición física de vapor é o proceso de fabricación de película fina máis común.
Data de publicación: 16 de xullo de 2025