Miután akerámiaiA hordozót szinterelik és formázzák, a felületét fémezni kell, majd a felületi mintázatot képátvitellel hozzák létre a kerámia hordozó elektromos csatlakozási teljesítményének eléréséhez. A felületi fémezés kulcsfontosságú lépés a kerámia hordozók gyártásában. Ez azért van, mert a fémek nedvesítő képessége a kerámia felületekhez magas hőmérsékleten meghatározza a fémek és a kerámiák közötti kötési erőt. A jó kötési erő fontos garancia a LED-tokok teljesítményének stabilitására. Jelenleg a kerámia felületeken alkalmazott elterjedt fémezési módszerek nagyjából több formába sorolhatók, beleértve az együttégetési módszereket (HTCC és LTCC), a vastagréteg-módszert (TFC), a közvetlen rézleválasztási módszert (DBC), a közvetlen alumíniumleválasztási módszert (DBA) és a vékonyréteg-módszert (DPC).
Együttes égetési módszer (HTCC/LTCC)
Kétféle együttégetési módszer létezik: az egyik a magas hőmérsékletű együttégetés (HTCC), a másik pedig az alacsony hőmérsékletű együttégetés (LTCC). Mindkettő folyamatfolyamata alapvetően megegyezik. A fő gyártási folyamatok magukban foglalják az iszap előkészítését, az öntést és a szalagok előállítását, a zöld testek szárítását, az átmenő furatok fúrását, a szitanyomást és a lyukak kitöltését, a szitanyomásos áramköröket, a rétegezést és a szinterezést, valamint a végső szeletelést és egyéb utókezelési folyamatokat. Az alumínium-oxid port szerves kötőanyagokkal keverik iszap előállításához, majd az iszapot kaparóval lemezekké dolgozzák fel. Szárítás után egy kerámia zöld testet alakítanak ki [10]. Ezután a tervezési követelményeknek megfelelően átmenő furatokat alakítanak ki a zöld testen, és fémporral töltik fel. A zöld test felületét szitanyomásos technológiával vonalmintával vonják be. Végül az egyes rétegek zöld testeit egymásra rakják és összepréselik, majd szinterelik és formázzák az együttégető kemencében. Bár a két együttégetési módszer folyamata nagyjából megegyezik, a szinterezési hőmérsékletek nagymértékben eltérnek. A HTCC együttégetési hőmérséklete 1300-1600 ℃, míg az LTCC szinterelési hőmérséklete 850-900 ℃. Ennek a különbségnek a fő oka az, hogy az LTCC szinterelési iszap üveganyagokat tartalmaz, amelyek csökkenthetik a szinterelési hőmérsékletet, amelyek a HTCC együttégetett iszapban nincsenek jelen. Bár az üveganyagok csökkenthetik a szinterelési hőmérsékletet, a hordozó hővezető képességének jelentős csökkenéséhez vezetnek.
Vastagrétegű kerámia (TFC)
A vastagréteg-módszer olyan gyártási folyamat, amelynek során a vezetőképes pasztát közvetlenül a kerámia hordozóra viszik fel szitanyomással, majd a fémréteget magas hőmérsékletű szinterezéssel szilárdan rögzítik a kerámia hordozóhoz. A vastagréteg-vezetőszuszpenzió kiválasztása kulcsfontosságú tényező a vastagréteg-eljárás meghatározásában. Ez egy funkcionális fázisból (azaz 2 μm-nél kisebb részecskeméretű fémporból), egy kötőanyag fázisból (kötőanyag) és egy szerves hordozóanyagból áll. A gyakori fémporok közé tartoznak az Au, Pt, Au/Pt, Au/Pd, Ag, Ag/Pt, Ag/Pd, Cu, Ni, Al és W, amelyek közül az Ag, Ag/Pd és Cu szuszpenziók a leggyakoribbak. A kötőanyag általában üveganyag, fém-oxid vagy ezek keveréke. Feladata a kerámia és a fém összekapcsolása, valamint a vastagréteg-szuszpenzió tapadásának meghatározása az alapkerámiához. Ez a kulcs a vastagréteg-szuszpenzió előállításához. A szerves hordozó fő funkciója a funkcionális fázis és a kötőanyag fázis diszpergálása, miközben fenntartja a vastag filmszuszpenzió bizonyos viszkozitását a későbbi szitanyomáshoz. A szinterelési folyamat során fokozatosan elpárolog.
Közvetlen kötésű réz (DBC)
A DBC egy fémezési eljárás rézfólia kerámia felületekre (főleg Al2O3 és AlN) történő ragasztására. Ez egy új eljárás, amelyet a chip-on-board (COB) csomagolási technológia térnyerésével fejlesztettek ki. Az alapelv az, hogy oxigénelemeket vezetnek be a Cu és a kerámia közé, majd 1065-1083 ℃-on egy Cu/O eutektikus folyékony fázist képeznek. Ez a fázis ezután reakcióba lép a kerámia mátrixszal és a rézfóliával, CuAlO2-t vagy Cu(AlO2)2-t képezve, és a köztes fázis hatására a rézfólia kötődik a mátrixhoz. Mivel az AlN a nemoxid kerámiákhoz tartozik, a felületén lévő rézbevonat kulcsa egy Al2O3 átmeneti réteg kialakítása, valamint a rézfólia és az alapkerámia közötti hatékony kötés elérése az átmeneti réteg hatására.
Közvetlen alumínium kötésű (DAB)
A közvetlen alumínium bevonási módszer az alumínium és a kerámia jó nedvesíthetőségét használja ki folyékony állapotban a két anyag kötése érdekében. Amikor a hőmérséklet 660 ℃ fölé emelkedik, a szilárd alumínium cseppfolyósodik. Miután a folyékony alumínium nedvesíti a kerámia felületét, a hőmérséklet csökkenésével az alumínium által a kerámia felületén biztosított kristálymagok kristályosodnak és növekednek. Szobahőmérsékletre hűtve a kettő kombinációja valósul meg. Az alumínium nagy reakcióképessége miatt magas hőmérsékleten hajlamos az oxidációra, és Al2O3 filmet képez az alumíniumfolyadék felületén, ami jelentősen csökkenti az alumíniumfolyadék nedvesíthetőségét a kerámia felületén, és megnehezíti a kötés elérését. Ezért a kötés előtt el kell távolítani, vagy a kötést oxigénmentes körülmények között kell elvégezni. Peng Rong és munkatársai [23,27] a grafit öntőforma-öntés módszerét alkalmazták, hogy tiszta olvadt alumíniumot terítsenek az Al2O3 és az AlN hordozó felületére nyomás alatt. Az Al2O3 film folyékonyságának hiánya miatt az öntőforma üregében maradt. Lehűlés után jól kötött DAB-szubsztrátot kaptunk.
Közvetlenül bevont réz (DPC)
A vékonyréteg-eljárás egy olyan eljárás, amely főként fizikai gőzfázisú leválasztást (például vákuumpárologtatást, magnetronos porlasztást stb.) és más technikákat alkalmaz fémréteg kialakítására a kerámia felületén, majd maszkolást, maratást és egyéb műveleteket alkalmaz egy fém áramköri réteg kialakítására. Ezek közül a fizikai gőzfázisú leválasztás a leggyakoribb vékonyréteg-gyártási eljárás.
Közzététel ideje: 2025. július 16.