КейінкерамикаНегіз күйдіріліп, қалыптастырылады, оның беті металдандырылуы керек, содан кейін керамикалық негіздің электрлік қосылыс өнімділігіне қол жеткізу үшін кескін беру арқылы беттік үлгі жасалады. Беттік металдандыру керамикалық негіздерді жасаудағы маңызды қадам болып табылады. Себебі жоғары температурада металдардың керамикалық беттерге сулану қабілеті металдар мен керамика арасындағы байланыс күшін анықтайды. Жақсы байланыс күші жарықдиодты қаптама өнімділігінің тұрақтылығының маңызды кепілі болып табылады. Қазіргі уақытта керамикалық беттердегі кең таралған металлдандыру әдістерін шамамен бірнеше түрге жіктеуге болады, соның ішінде бірлесіп жағу әдістері (HTCC және LTCC), қалың пленка әдісі (TFC), тікелей мыс тұндыру әдісі (DBC), тікелей алюминий тұндыру әдісі (DBA) және жұқа пленка әдісі (DPC).
Бірлесіп ату әдісі (HTCC/LTCC)
Бірлесіп күйдірудің екі түрі бар: бірі - жоғары температурада бірлесіп күйдіру (HTCC), ал екіншісі - төмен температурада бірлесіп күйдіру (LTCC). Екеуінің де технологиялық ағындары негізінен бірдей. Негізгі өндірістік процесс ағындарына суспензия дайындау, құю және жолақтарды жасау, жасыл денелерді кептіру, тесіктерді бұрғылау, трафаретті басып шығару және тесіктерді толтыру, трафаретті басып шығару тізбектері, қабаттау және күйдіру, сондай-ақ соңғы кесу және басқа да өңдеуден кейінгі процестер кіреді. Алюминий оксиді ұнтағы суспензия жасау үшін органикалық байланыстырғыштармен араластырылады, содан кейін суспензия қырғышпен парақтарға өңделеді. Кептіруден кейін керамикалық жасыл дене қалыптасады [10]. Содан кейін, жобалау талаптарына сәйкес, тесіктер жасыл денеде өңделеді және металл ұнтағымен толтырылады. Жасыл дененің беті трафаретті басып шығару технологиясы арқылы сызықтық өрнекпен қапталады. Соңында, әр қабаттың жасыл денелері қабаттасып, бір-біріне престеледі, содан кейін бірлесіп күйдіру пешінде күйдіріліп, қалыптасады. Бірге күйдірудің екі әдісінің процестері шамамен бірдей болғанымен, күйдіру температуралары айтарлықтай ерекшеленеді. HTCC үшін бірлесіп күйдіру температурасы 1300-ден 1600℃-ге дейін, ал LTCC үшін күйдіру температурасы 850-ден 900℃-ге дейін. Бұл айырмашылықтың негізгі себебі LTCC күйдіру суспензиясының құрамында күйдіру температурасын төмендете алатын шыны материалдардың болуында, олар HTCC бірлесіп күйдірілген суспензиясында жоқ. Шыны материалдар күйдіру температурасын төмендете алатын болса да, олар негіздің жылу өткізгіштігінің айтарлықтай төмендеуіне әкеледі.
Қалың қабықшалы керамика (TFC)
Қалың пленка әдісі өткізгіш пастаны керамикалық негізге тікелей трафаретпен басып шығару арқылы жабыстыратын, содан кейін металл қабаты жоғары температурада күйдіру арқылы керамикалық негізге мықтап жабыстырылатын өндіріс процесін білдіреді. Қалың пленкалы өткізгіш суспензияны таңдау қалың пленка процесін анықтаудағы негізгі фактор болып табылады. Ол функционалды фазадан (яғни, бөлшектерінің өлшемі 2 мкм-ден аз металл ұнтағы), байланыстырушы фазадан (байланыстырғыш) және органикалық тасымалдаушыдан тұрады. Кең таралған металл ұнтақтарына Au, Pt, Au/Pt, Au/Pd, Ag, Ag/Pt, Ag/Pd, Cu, Ni, Al және W жатады, олардың ішінде Ag, Ag/Pd және Cu суспензиялары ең көп таралған. Байланыстырғыш әдетте шыны материал, металл оксиді немесе екеуінің қоспасы болып табылады. Оның функциясы - керамика мен металды байланыстыру және қалың пленкалы суспензияның негізгі керамикаға адгезиясын анықтау. Бұл қалың пленкалы суспензия өндірісінің кілті. Органикалық тасымалдаушының негізгі функциясы - функционалдық фазаны және байланыстырушы фазаны тарату, сонымен қатар кейінгі трафаретті басып шығаруға дайындау үшін қалың пленкалы суспензияның белгілі бір тұтқырлығын сақтау. Ол күйдіру процесінде біртіндеп ұшып кетеді.
Тікелей байланыстырылған мыс (DBC)
DBC - керамикалық беттерге (негізінен Al2O3 және AlN) мыс фольгасын жабыстыруға арналған металлдау әдісі. Бұл чипті бортқа (COB) орау технологиясының дамуымен жасалған жаңа процесс. Негізгі қағида - Cu мен керамика арасына оттегі элементтерін енгізу, содан кейін 1065-тен 1083℃-ке дейін Cu/O эвтектикалық сұйық фазасын қалыптастыру. Содан кейін бұл фаза керамикалық матрицамен және мыс фольгасымен әрекеттесіп, CuAlO2 немесе Cu(AlO2)2 түзеді, ал аралық фазаның әсерінен мыс фольгасы матрицаға жабыстырылады. Al N оксидсіз керамикаға жататындықтан, оның бетіндегі мыспен қаптаудың кілті оның бетінде Al2O3 өтпелі қабатын қалыптастыруда және өтпелі қабаттың әсерінен мыс фольгасы мен негізгі керамика арасында тиімді байланысқа қол жеткізуде жатыр.
Тікелей алюминиймен байланыстырылған (DAB)
Тікелей алюминиймен қаптау әдісі алюминийдің сұйық күйдегі керамикамен жақсы ылғалдануын пайдаланып, екеуінің байланысын қамтамасыз етеді. Температура 660℃-тан жоғары көтерілгенде, қатты алюминий сұйылтылады. Сұйық алюминий керамикалық бетті сулағаннан кейін, температура төмендеген сайын, керамикалық беттегі алюминиймен қамтамасыз етілген кристалдық ядролар кристалданып, өседі. Бөлме температурасына дейін салқындатылған кезде екеуінің үйлесімі жүзеге асырылады. Алюминийдің жоғары реактивтілігіне байланысты, ол жоғары температурада тотығуға бейім, алюминий сұйықтығының бетінде болатын Al2O3 қабықшасын түзеді, бұл керамикалық беттегі алюминий сұйықтығының ылғалдануын айтарлықтай төмендетеді және байланыстыруды қиындатады. Сондықтан, байланыстыру алдында оны алып тастау керек, әйтпесе байланыстыру оттегісіз жағдайда жүргізілуі керек. Пенг Ронг және т.б. [23,27] таза балқытылған алюминийді қысыммен Al2O3 негізі мен AlN негізінің беттеріне жағу үшін графит қалыпта қалыптау әдісін қолданды. Al2O3 қабықшасының сұйықтық болмауына байланысты ол қалып қуысында қалды. Салқындағаннан кейін жақсы байланысқан DAB негізі алынды.
Тікелей жалатылған мыс (DPC)
Жұқа пленка әдісі - керамика бетінде металл қабатын қалыптастыру үшін негізінен физикалық бу тұндыру (мысалы, вакуумды булану, магнетронды шашырату және т.б.) және басқа әдістерді қолданатын, содан кейін металл тізбек қабатын қалыптастыру үшін маскалау, ою және басқа да операцияларды қолданатын процесс. Олардың ішінде физикалық бу тұндыру - жұқа пленка өндірісінің ең көп таралған процесі.
Жарияланған уақыты: 16 шілде 2025 ж.