ສະຖານະການ ແລະ ທ່າອ່ຽງໃນປະຈຸບັນຂອງການຄົ້ນຄວ້າກ່ຽວກັບໂລຫະປະສົມໃນໜ້າດິນເຊລາມິກ

ຫຼັງຈາກເຊລາມິກຊັ້ນໃຕ້ດິນຖືກເຜົາ ແລະ ປັ້ນເປັນຮູບ, ໜ້າດິນຂອງມັນຈຳເປັນຕ້ອງໄດ້ເຄືອບດ້ວຍໂລຫະ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຮູບແບບໜ້າດິນຈະຖືກສ້າງຂຶ້ນຜ່ານການໂອນຮູບພາບເພື່ອໃຫ້ບັນລຸປະສິດທິພາບການເຊື່ອມຕໍ່ທາງໄຟຟ້າຂອງຊັ້ນໃຕ້ດິນເຊລາມິກ. ການເຄືອບດ້ວຍໂລຫະພື້ນຜິວແມ່ນຂັ້ນຕອນທີ່ສຳຄັນໃນການຜະລິດຊັ້ນໃຕ້ດິນເຊລາມິກ. ນີ້ແມ່ນຍ້ອນວ່າຄວາມສາມາດໃນການເຮັດໃຫ້ປຽກຂອງໂລຫະກັບໜ້າດິນເຊລາມິກທີ່ອຸນຫະພູມສູງກຳນົດແຮງຍຶດຕິດລະຫວ່າງໂລຫະ ແລະ ເຊລາມິກ. ແຮງຍຶດຕິດທີ່ດີແມ່ນການຮັບປະກັນທີ່ສຳຄັນສຳລັບຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງປະສິດທິພາບການຫຸ້ມຫໍ່ LED. ໃນປະຈຸບັນ, ວິທີການເຄືອບດ້ວຍໂລຫະທົ່ວໄປໃນໜ້າດິນເຊລາມິກສາມາດຈັດປະເພດໄດ້ເປັນຫຼາຍຮູບແບບ, ລວມທັງວິທີການເຜົາໄໝ້ຮ່ວມ (HTCC ແລະ LTCC), ວິທີການຟິມໜາ (TFC), ວິທີການວາງທອງແດງໂດຍກົງ (DBC), ວິທີການວາງອາລູມິນຽມໂດຍກົງ (DBA), ແລະ ວິທີການຟິມບາງ (DPC).

ວິທີການຮ່ວມຍິງ (HTCC/LTCC)

ວິທີການເຜົາຮ່ວມກັນມີສອງປະເພດຄື: ວິທີໜຶ່ງແມ່ນການເຜົາຮ່ວມກັນທີ່ອຸນຫະພູມສູງ (HTCC), ແລະອີກວິທີໜຶ່ງແມ່ນການເຜົາຮ່ວມກັນທີ່ອຸນຫະພູມຕ່ຳ (LTCC). ຂະບວນການຂອງທັງສອງແມ່ນຄືກັນ. ຂະບວນການຜະລິດຫຼັກໆປະກອບມີການກະກຽມນ້ຳລົ້ນ, ການຫລໍ່ ແລະ ການສ້າງແຜ່ນ, ການຕາກແຫ້ງວັດຖຸສີຂຽວ, ການເຈາະຜ່ານຮູ, ການພິມໜ້າຈໍ ແລະ ການຕື່ມຮູ, ວົງຈອນການພິມໜ້າຈໍ, ການວາງຊັ້ນ ແລະ ການເຜົາ, ແລະ ການຕັດສຸດທ້າຍ ແລະ ຂະບວນການຫຼັງການປິ່ນປົວອື່ນໆ. ຜົງອາລູມິນາຖືກປະສົມກັບສານຍຶດອິນຊີເພື່ອສ້າງນ້ຳລົ້ນ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນນ້ຳລົ້ນຈະຖືກປຸງແຕ່ງເປັນແຜ່ນດ້ວຍເຄື່ອງຂູດ. ຫຼັງຈາກແຫ້ງແລ້ວ, ວັດຖຸສີຂຽວເຊລາມິກຈະຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນ [10]. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຕາມຄວາມຕ້ອງການດ້ານການອອກແບບ, ຮູຜ່ານຈະຖືກປຸງແຕ່ງຢູ່ເທິງວັດຖຸສີຂຽວ ແລະ ເຕັມໄປດ້ວຍຜົງໂລຫະ. ພື້ນຜິວຂອງວັດຖຸສີຂຽວຖືກເຄືອບດ້ວຍຮູບແບບເສັ້ນໂດຍເຕັກໂນໂລຊີການພິມໜ້າຈໍ. ສຸດທ້າຍ, ວັດຖຸສີຂຽວຂອງແຕ່ລະຊັ້ນຈະຖືກວາງຊ້ອນກັນ ແລະ ກົດເຂົ້າກັນ, ແລະ ຫຼັງຈາກນັ້ນກໍ່ເຜົາ ແລະ ປັ້ນໃນເຕົາເຜົາຮ່ວມກັນ. ເຖິງແມ່ນວ່າຂະບວນການຂອງວິທີການເຜົາຮ່ວມກັນສອງວິທີແມ່ນປະມານຄືກັນ, ແຕ່ອຸນຫະພູມການເຜົາແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍ. ອຸນຫະພູມຮ່ວມໃນການເຜົາສຳລັບ HTCC ແມ່ນ 1300 ຫາ 1600°C, ໃນຂະນະທີ່ອຸນຫະພູມການເຜົາສຳລັບ LTCC ແມ່ນ 850 ຫາ 900°C. ເຫດຜົນຫຼັກສຳລັບຄວາມແຕກຕ່າງນີ້ແມ່ນຍ້ອນວ່ານ້ຳລະລາຍເຜົາ LTCC ມີວັດສະດຸແກ້ວທີ່ສາມາດຫຼຸດອຸນຫະພູມການເຜົາ, ເຊິ່ງບໍ່ມີຢູ່ໃນນ້ຳລະລາຍເຜົາຮ່ວມຂອງ HTCC. ເຖິງແມ່ນວ່າວັດສະດຸແກ້ວສາມາດຫຼຸດອຸນຫະພູມການເຜົາໄດ້, ແຕ່ພວກມັນເຮັດໃຫ້ຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນຂອງວັດສະດຸຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.

ເຊລາມິກຟິມໜາ (TFC)

ວິທີການຟິມໜາໝາຍເຖິງຂະບວນການຜະລິດທີ່ແປ້ງນຳໄຟຟ້າຖືກເຄືອບໂດຍກົງໃສ່ຊັ້ນຮອງພື້ນເຊລາມິກໂດຍການພິມໜ້າຈໍ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຊັ້ນໂລຫະຈະຖືກຍຶດຕິດກັບຊັ້ນຮອງພື້ນເຊລາມິກຢ່າງແໜ້ນໜາໂດຍຜ່ານການເຜົາດ້ວຍອຸນຫະພູມສູງ. ການເລືອກນ້ຳຢາຕົວນຳໄຟຟ້າຟິມໜາແມ່ນປັດໄຈສຳຄັນໃນການກຳນົດຂະບວນການຟິມໜາ. ມັນປະກອບດ້ວຍໄລຍະການເຮັດວຽກ (ເຊັ່ນ: ຜົງໂລຫະທີ່ມີຂະໜາດອະນຸພາກໜ້ອຍກວ່າ 2μm), ໄລຍະຍຶດຕິດ (ສານຍຶດຕິດ), ແລະ ຕົວນຳອິນຊີ. ຜົງໂລຫະທົ່ວໄປປະກອບມີ Au, Pt, Au/Pt, Au/Pd, Ag, Ag/Pt, Ag/Pd, Cu, Ni, Al ແລະ W, ໃນນັ້ນນ້ຳຢາ Ag, Ag/Pd ແລະ Cu ແມ່ນພົບເຫັນຫຼາຍທີ່ສຸດ. ສານຍຶດຕິດໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນວັດສະດຸແກ້ວ, ໂລຫະອອກໄຊ ຫຼື ສ່ວນປະສົມຂອງທັງສອງຢ່າງ. ໜ້າທີ່ຂອງມັນແມ່ນເພື່ອເຊື່ອມຕໍ່ເຊລາມິກ ແລະ ໂລຫະ ແລະ ກຳນົດການຍຶດຕິດຂອງນ້ຳຢາຟິມໜາກັບເຊລາມິກພື້ນຖານ. ມັນເປັນກຸນແຈສຳຄັນໃນການຜະລິດນ້ຳຢາຟິມໜາ. ໜ້າທີ່ຫຼັກຂອງຕົວນຳອິນຊີແມ່ນການກະຈາຍໄລຍະການເຮັດວຽກ ແລະ ໄລຍະຕົວຍຶດຕິດ, ພ້ອມທັງຮັກສາຄວາມໜືດຂອງນ້ຳຢາຟິມໜາໃຫ້ຢູ່ໃນລະດັບໜຶ່ງ ເພື່ອກະກຽມສຳລັບການພິມໜ້າຈໍຕໍ່ໄປ. ມັນຈະລະເຫີຍເທື່ອລະກ້າວໃນລະຫວ່າງຂະບວນການເຜົາ.

ທອງແດງຜູກມັດໂດຍກົງ (DBC)

DBC ເປັນວິທີການໂລຫະປະສົມສຳລັບການຕິດແຜ່ນທອງແດງໃສ່ໜ້າດິນເຊລາມິກ (ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນ Al2O3 ແລະ AlN). ມັນເປັນຂະບວນການໃໝ່ທີ່ພັດທະນາຂຶ້ນດ້ວຍການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງເຕັກໂນໂລຊີການຫຸ້ມຫໍ່ chip on Board (COB). ຫຼັກການພື້ນຖານແມ່ນການນຳເອົາອົງປະກອບອົກຊີເຈນລະຫວ່າງ Cu ແລະ ເຊລາມິກ, ແລະຈາກນັ້ນສ້າງໄລຍະຂອງແຫຼວ eutectic Cu/O ທີ່ 1065 ຫາ 1083℃. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ໄລຍະນີ້ຈະປະຕິກິລິຍາກັບແມັດທຣິກເຊລາມິກ ແລະ ແຜ່ນທອງແດງເພື່ອສ້າງ CuAlO2 ຫຼື Cu(AlO2)2, ແລະພາຍໃຕ້ການກະທຳຂອງໄລຍະກາງ, ແຜ່ນທອງແດງຈະຖືກຜູກມັດກັບແມັດທຣິກ. ເນື່ອງຈາກ AlN ເປັນຂອງເຊລາມິກທີ່ບໍ່ແມ່ນອົກໄຊ, ກຸນແຈສຳຄັນໃນການເຄືອບທອງແດງເທິງໜ້າດິນຂອງມັນແມ່ນການສ້າງຊັ້ນການປ່ຽນແປງ Al2O3 ເທິງໜ້າດິນຂອງມັນ, ແລະບັນລຸການຜູກມັດທີ່ມີປະສິດທິພາບລະຫວ່າງແຜ່ນທອງແດງ ແລະ ເຊລາມິກພື້ນຖານພາຍໃຕ້ການກະທຳຂອງຊັ້ນການປ່ຽນແປງ.

ຜູກມັດອາລູມິນຽມໂດຍກົງ (DAB)

ວິທີການເຄືອບອາລູມິນຽມໂດຍກົງໃຊ້ປະໂຫຍດຈາກຄວາມສາມາດໃນການປຽກທີ່ດີຂອງອາລູມິນຽມກັບເຊລາມິກໃນສະພາບແຫຼວເພື່ອໃຫ້ບັນລຸການຍຶດຕິດຂອງທັງສອງ. ເມື່ອອຸນຫະພູມສູງຂຶ້ນກວ່າ 660 ℃, ອາລູມິນຽມແຂງຈະແຫຼວ. ຫຼັງຈາກອາລູມິນຽມແຫຼວເຮັດໃຫ້ໜ້າດິນເຊລາມິກປຽກ, ເມື່ອອຸນຫະພູມຫຼຸດລົງ, ນິວເຄຼຍຂອງຜລຶກທີ່ອາລູມິນຽມສະໜອງໃຫ້ເທິງໜ້າດິນເຊລາມິກຈະຜລຶກແລະເຕີບໃຫຍ່. ເມື່ອເຢັນລົງເຖິງອຸນຫະພູມຫ້ອງ, ການປະສົມປະສານຂອງທັງສອງຈະບັນລຸໄດ້. ເນື່ອງຈາກປະຕິກິລິຍາສູງຂອງອາລູມິນຽມ, ມັນມັກຈະເກີດການຜຸພັງຢູ່ທີ່ອຸນຫະພູມສູງເພື່ອສ້າງຟິມ Al2O3 ທີ່ມີຢູ່ໃນໜ້າດິນຂອງແຫຼວອາລູມິນຽມ, ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສາມາດໃນການປຽກຂອງແຫຼວອາລູມິນຽມຢູ່ເທິງໜ້າດິນເຊລາມິກຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ ແລະ ເຮັດໃຫ້ການຍຶດຕິດຍາກທີ່ຈະບັນລຸໄດ້. ດັ່ງນັ້ນ, ມັນຕ້ອງຖືກກຳຈັດອອກກ່ອນການຍຶດຕິດ ຫຼື ການຍຶດຕິດຄວນປະຕິບັດພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ບໍ່ມີອົກຊີເຈນ. Peng Rong ແລະ ຄະນະ [23,27] ໄດ້ຮັບຮອງເອົາວິທີການຫລໍ່ແມ່ພິມແກຣໄຟເພື່ອກະຈາຍອາລູມິນຽມທີ່ລະລາຍບໍລິສຸດເທິງໜ້າດິນຂອງຊັ້ນ Al2O3 ແລະຊັ້ນ AlN ພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນ. ເນື່ອງຈາກການຂາດຄວາມຄ່ອງຕົວຂອງຟິມ Al2O3, ມັນຍັງຄົງຢູ່ໃນຊ່ອງແມ່ພິມ. ຫຼັງຈາກເຮັດໃຫ້ເຢັນລົງແລ້ວ, ໄດ້ຮັບຊັ້ນຮອງ DAB ທີ່ມີການຜູກມັດດີ.

ທອງແດງຊຸບໂດຍກົງ (DPC)

ວິທີການຟິມບາງແມ່ນຂະບວນການທີ່ສ່ວນໃຫຍ່ໃຊ້ການລະເຫີຍໄອທາງກາຍະພາບ (ເຊັ່ນ: ການລະເຫີຍສູນຍາກາດ, ການສະເປເຕີຣິງແມກນີຕຣອນ, ແລະອື່ນໆ) ແລະເຕັກນິກອື່ນໆເພື່ອສ້າງຊັ້ນໂລຫະຢູ່ເທິງໜ້າດິນຂອງເຊລາມິກ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນໃຊ້ການປິດບັງ, ການແກະສະຫຼັກ ແລະ ການປະຕິບັດງານອື່ນໆເພື່ອສ້າງຊັ້ນວົງຈອນໂລຫະ. ໃນນັ້ນ, ການລະເຫີຍໄອທາງກາຍະພາບແມ່ນຂະບວນການຜະລິດຟິມບາງທີ່ພົບເລື້ອຍທີ່ສຸດ.