Pēc tam, kadkeramikasKad substrāts ir saķepināts un veidots, tā virsma ir jāmetalizē, un pēc tam, izmantojot attēlu pārnesi, tiek izveidots virsmas raksts, lai panāktu keramikas substrāta elektriskā savienojuma veiktspēju. Virsmas metalizācija ir izšķirošs solis keramikas substrātu ražošanā. Tas ir tāpēc, ka metālu spēja mitrināt keramikas virsmas augstās temperatūrās nosaka saikni starp metāliem un keramiku. Labs saiknim ir svarīga LED iepakojuma veiktspējas stabilitātes garantija. Pašlaik izplatītākās keramikas virsmu metalizācijas metodes var aptuveni iedalīt vairākās formās, tostarp līdzdedzināšanas metodes (HTCC un LTCC), biezās plēves metode (TFC), tiešās vara nogulsnēšanas metode (DBC), tiešās alumīnija nogulsnēšanas metode (DBA) un plānās plēves metode (DPC).
Līdzdedzināšanas metode (HTCC/LTCC)
Pastāv divu veidu līdzapdedzināšanas metodes: viena ir augstas temperatūras līdzapdedzināšana (HTCC), bet otra ir zemas temperatūras līdzapdedzināšana (LTCC). Abu metožu procesu plūsmas būtībā ir vienādas. Galvenās ražošanas procesa plūsmas ietver suspensijas sagatavošanu, liešanu un slokšņu ģenerēšanu, zaļo ķermeņu žāvēšanu, caurumu urbšanu, sietspiedi un caurumu aizpildīšanu, sietspiedes shēmas, slāņošanu un sintēšanu, kā arī galīgo sagriešanu un citus pēcapstrādes procesus. Alumīnija oksīda pulveris tiek sajaukts ar organiskām saistvielām, lai izveidotu suspensiju, un pēc tam suspensija tiek apstrādāta loksnēs ar skrāpi. Pēc žāvēšanas tiek izveidots keramikas zaļš ķermenis [10]. Pēc tam, saskaņā ar konstrukcijas prasībām, uz zaļā ķermeņa tiek apstrādāti caurumi un piepildīti ar metāla pulveri. Zaļā ķermeņa virsma tiek pārklāta ar līniju rakstu, izmantojot sietspiedes tehnoloģiju. Visbeidzot, katra slāņa zaļie ķermeņi tiek sakrauti un presēti kopā, pēc tam sintēti un veidoti līdzapdedzināšanas krāsnī. Lai gan abu līdzapdedzināšanas metožu procesi ir aptuveni vienādi, sintēšanas temperatūras ievērojami atšķiras. HTCC līdzdedzināšanas temperatūra ir no 1300 līdz 1600 ℃, savukārt LTCC saķepināšanas temperatūra ir no 850 līdz 900 ℃. Šīs atšķirības galvenais iemesls ir fakts, ka LTCC saķepināšanas suspensija satur stikla materiālus, kas var pazemināt saķepināšanas temperatūru, kuru nav HTCC līdzdedzinātajā suspensijā. Lai gan stikla materiāli var pazemināt saķepināšanas temperatūru, tie ievērojami samazina substrāta siltumvadītspēju.
Biezās plēves keramika (TFC)
Biezās plēves metode attiecas uz ražošanas procesu, kurā vadoša pasta tiek tieši uzklāta uz keramikas substrāta, izmantojot sietspiedi, un pēc tam metāla slānis tiek stingri pielīmēts pie keramikas substrāta, izmantojot augstas temperatūras sintēšanu. Biezās plēves vadītāja suspensijas izvēle ir galvenais faktors, kas nosaka biezās plēves procesu. Tā sastāv no funkcionālās fāzes (t.i., metāla pulvera ar daļiņu izmēru mazāku par 2 μm), saistvielas fāzes (saistvielas) un organiskā nesēja. Izplatītākie metālu pulveri ir Au, Pt, Au/Pt, Au/Pd, Ag, Ag/Pt, Ag/Pd, Cu, Ni, Al un W, starp kuriem visizplatītākās ir Ag, Ag/Pd un Cu suspensijas. Saistviela parasti ir stikla materiāls, metāla oksīds vai abu maisījums. Tās funkcija ir savienot keramiku un metālu un noteikt biezās plēves suspensijas saķeri ar pamatkeramiku. Tā ir atslēga biezās plēves suspensijas ražošanā. Organiskā nesēja galvenā funkcija ir disperģēt funkcionālo fāzi un saistvielas fāzi, vienlaikus saglabājot noteiktu biezās plēves suspensijas viskozitāti, lai sagatavotos turpmākajai sietspiedei. Tā pakāpeniski iztvaiko saķepināšanas procesā.
Tieši savienots varš (DBC)
DBC ir metalizācijas metode vara folijas līmēšanai uz keramikas virsmām (galvenokārt Al2O3 un AlN). Tas ir jauns process, kas izstrādāts līdz ar mikroshēmu uz dēlīša (COB) iepakošanas tehnoloģijas attīstību. Pamatprincips ir skābekļa elementu ievadīšana starp Cu un keramiku un pēc tam Cu/O eitektiskas šķidras fāzes veidošana 1065–1083 ℃ temperatūrā. Šī fāze pēc tam reaģē ar keramikas matricu un vara foliju, veidojot CuAlO2 vai Cu(AlO2)2, un starpfāzes iedarbībā vara folija saistās ar matricu. Tā kā AlN pieder pie neoksīdu keramikas, vara pārklājuma atslēga uz tās virsmas ir Al2O3 pārejas slāņa veidošana uz tās virsmas un efektīvas saites panākšana starp vara foliju un pamatkeramiku pārejas slāņa iedarbībā.
Tieša alumīnija līmēšana (DAB)
Tiešā alumīnija pārklāšanas metode izmanto alumīnija labo samitrināšanas spēju pret keramiku šķidrā stāvoklī, lai panāktu abu savienojumu saikni. Kad temperatūra paaugstinās virs 660 ℃, cietais alumīnijs sašķidrinās. Pēc tam, kad šķidrais alumīnijs samitrina keramikas virsmu, temperatūrai pazeminoties, alumīnija kristāla kodoli uz keramikas virsmas kristalizējas un aug. Atdzesējot līdz istabas temperatūrai, tiek panākta abu savienojumu kombinācija. Alumīnija augstās reaģētspējas dēļ tas augstā temperatūrā ir pakļauts oksidācijai, veidojot Al2O3 plēvi, kas atrodas uz alumīnija šķidruma virsmas, ievērojami samazinot alumīnija šķidruma samitrināšanas spēju uz keramikas virsmas un apgrūtinot savienošanu. Tāpēc pirms savienošanas tā ir jānoņem vai arī savienošana jāveic bezskābekļa apstākļos. Peng Rong et al. [23,27] pieņēma grafīta veidņu liešanas metodi, lai uz Al2O3 substrāta un AlN substrāta virsmām zem spiediena uzklātu tīru izkausētu alumīniju. Al2O3 plēves neplūstamības dēļ tā palika veidnes dobumā. Pēc atdzesēšanas tika iegūts labi saistīts DAB substrāts.
Tiešās pārklājuma varš (DPC)
Plānās plēves metode ir process, kurā galvenokārt izmanto fizikālu tvaiku pārklāšanu (piemēram, vakuuma iztvaikošanu, magnetrona izsmidzināšanu utt.) un citas metodes, lai izveidotu metāla slāni uz keramikas virsmas, un pēc tam izmanto maskēšanu, kodināšanu un citas darbības, lai izveidotu metāla shēmas slāni. Starp tiem fizikālā tvaiku pārklāšana ir visizplatītākais plāno plēves ražošanas process.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 16. jūlijs