SetelahkeramikSubstrat disinter dan dibentuk, permukaannya perlu dimetalisasi, dan kemudian pola permukaan dibuat melalui transfer gambar untuk mencapai kinerja koneksi listrik substrat keramik. Metalisasi permukaan merupakan langkah penting dalam fabrikasi substrat keramik. Hal ini karena kemampuan pembasahan logam terhadap permukaan keramik pada suhu tinggi menentukan kekuatan ikatan antara logam dan keramik. Kekuatan ikatan yang baik merupakan jaminan penting untuk stabilitas kinerja pengemasan LED. Saat ini, metode metalisasi umum pada permukaan keramik secara kasar dapat diklasifikasikan menjadi beberapa bentuk, termasuk metode pembakaran bersama (HTCC dan LTCC), metode film tebal (TFC), metode pengendapan tembaga langsung (DBC), metode pengendapan aluminium langsung (DBA), dan metode film tipis (DPC).
Metode Pembakaran Bersama (HTCC/LTCC)
Terdapat dua jenis metode pembakaran bersama: satu adalah pembakaran bersama suhu tinggi (HTCC), dan yang lainnya adalah pembakaran bersama suhu rendah (LTCC). Alur proses keduanya pada dasarnya sama. Alur proses produksi utama meliputi persiapan bubur, pengecoran dan pembuatan strip, pengeringan benda mentah, pengeboran lubang tembus, pencetakan layar dan pengisian lubang, pencetakan layar sirkuit, pelapisan dan sintering, serta pemotongan akhir dan proses pasca-perlakuan lainnya. Bubuk alumina dicampur dengan pengikat organik untuk membentuk bubur, kemudian bubur tersebut diproses menjadi lembaran dengan pengikis. Setelah pengeringan, terbentuk benda mentah keramik [10]. Kemudian, sesuai dengan persyaratan desain, lubang tembus diproses pada benda mentah dan diisi dengan bubuk logam. Permukaan benda mentah dilapisi dengan pola garis menggunakan teknologi pencetakan layar. Akhirnya, benda mentah dari setiap lapisan ditumpuk dan ditekan bersama, kemudian disinter dan dibentuk dalam tungku pembakaran bersama. Meskipun proses kedua metode pembakaran bersama (co-firing) secara garis besar sama, suhu sinteringnya sangat berbeda. Suhu pembakaran bersama untuk HTCC adalah 1300 hingga 1600℃, sedangkan suhu sintering untuk LTCC adalah 850 hingga 900℃. Alasan utama perbedaan ini terletak pada kenyataan bahwa bubur sintering LTCC mengandung material kaca yang dapat menurunkan suhu sintering, yang tidak terdapat dalam bubur pembakaran bersama HTCC. Meskipun material kaca dapat menurunkan suhu sintering, hal ini menyebabkan penurunan konduktivitas termal substrat yang signifikan.
Keramik Film Tebal (TFC)
Metode lapisan tebal mengacu pada proses pembuatan di mana pasta konduktif dilapisi langsung ke substrat keramik dengan metode sablon, dan kemudian lapisan logam dilekatkan dengan kuat ke substrat keramik melalui sintering suhu tinggi. Pemilihan bubur konduktor lapisan tebal merupakan faktor kunci dalam menentukan proses lapisan tebal. Bubur tersebut terdiri dari fase fungsional (yaitu, bubuk logam dengan ukuran partikel kurang dari 2μm), fase pengikat (binder), dan pembawa organik. Bubuk logam umum meliputi Au, Pt, Au/Pt, Au/Pd, Ag, Ag/Pt, Ag/Pd, Cu, Ni, Al, dan W, di antaranya bubur Ag, Ag/Pd, dan Cu adalah yang paling umum. Pengikat umumnya berupa bahan kaca, oksida logam, atau campuran keduanya. Fungsinya adalah untuk menghubungkan keramik dan logam serta menentukan daya rekat bubur lapisan tebal ke keramik dasar. Ini adalah kunci keberhasilan produksi bubur lapisan tebal. Fungsi utama dari pembawa organik adalah untuk mendispersikan fase fungsional dan fase pengikat, sambil mempertahankan viskositas tertentu dari bubur film tebal untuk persiapan pencetakan sablon selanjutnya. Pembawa organik akan menguap secara bertahap selama proses sintering.
Tembaga Terikat Langsung (DBC)
DBC adalah metode metalisasi untuk merekatkan foil tembaga pada permukaan keramik (terutama Al2O3 dan AlN). Ini adalah proses baru yang dikembangkan seiring dengan meningkatnya teknologi pengemasan chip on board (COB). Prinsip dasarnya adalah memasukkan unsur oksigen di antara Cu dan keramik, kemudian membentuk fase cair eutektik Cu/O pada suhu 1065 hingga 1083℃. Fase ini kemudian bereaksi dengan matriks keramik dan foil tembaga untuk menghasilkan CuAlO2 atau Cu(AlO2)2, dan di bawah pengaruh fase perantara, foil tembaga direkatkan ke matriks. Karena AlN termasuk keramik non-oksida, kunci pelapisan tembaga pada permukaannya terletak pada pembentukan lapisan transisi Al2O3 pada permukaannya, dan mencapai ikatan yang efektif antara foil tembaga dan keramik dasar di bawah pengaruh lapisan transisi tersebut.
Terikat Aluminium Langsung (DAB)
Metode pelapisan aluminium langsung memanfaatkan kemampuan pembasahan aluminium yang baik terhadap keramik dalam keadaan cair untuk mencapai pengikatan keduanya. Ketika suhu naik di atas 660℃, aluminium padat mencair. Setelah aluminium cair membasahi permukaan keramik, saat suhu turun, inti kristal yang disediakan oleh aluminium pada permukaan keramik mengkristal dan tumbuh. Ketika didinginkan hingga suhu kamar, kombinasi keduanya tercapai. Karena reaktivitas aluminium yang tinggi, ia rentan terhadap oksidasi pada suhu tinggi untuk membentuk lapisan Al2O3 yang ada di permukaan cairan aluminium, secara signifikan mengurangi kemampuan pembasahan cairan aluminium pada permukaan keramik dan membuat pengikatan sulit dicapai. Oleh karena itu, lapisan tersebut harus dihilangkan sebelum pengikatan atau pengikatan harus dilakukan dalam kondisi bebas oksigen. Peng Rong dkk. [23,27] mengadopsi metode pengecoran cetakan grafit untuk menyebarkan aluminium cair murni pada permukaan substrat Al2O3 dan substrat AlN di bawah tekanan. Karena kurangnya fluiditas lapisan Al2O3, lapisan tersebut tetap berada di dalam rongga cetakan. Setelah pendinginan, diperoleh substrat DAB yang terikat dengan baik.
Tembaga Berlapis Langsung (DPC)
Metode film tipis adalah proses yang terutama menggunakan deposisi uap fisik (seperti penguapan vakum, sputtering magnetron, dll.) dan teknik lainnya untuk membentuk lapisan logam di permukaan keramik, dan kemudian menggunakan masking, etsa, dan operasi lainnya untuk membentuk lapisan sirkuit logam. Di antara metode tersebut, deposisi uap fisik adalah proses pembuatan film tipis yang paling umum.
Waktu posting: 16 Juli 2025