ကြွေထည်မျက်နှာပြင်များပေါ်တွင် သတ္တုဖြင့်ပြုလုပ်ခြင်းဆိုင်ရာ သုတေသန၏ လက်ရှိအခြေအနေနှင့် လမ်းကြောင်း

ပြီးနောက်ကြွေထည်အောက်ခံအလွှာကို sintered လုပ်ပြီး ဖွဲ့စည်းထားသောကြောင့် ၎င်း၏မျက်နှာပြင်ကို metallized လုပ်ရန် လိုအပ်ပြီး ထို့နောက် ကြွေအလွှာ၏ လျှပ်စစ်ချိတ်ဆက်မှုစွမ်းဆောင်ရည်ကို ရရှိရန် မျက်နှာပြင်ပုံစံကို image transfer မှတစ်ဆင့် ပြုလုပ်သည်။ မျက်နှာပြင် metallization သည် ကြွေအလွှာများ ထုတ်လုပ်ရာတွင် အရေးကြီးသော အဆင့်တစ်ခုဖြစ်သည်။ မြင့်မားသော အပူချိန်တွင် သတ္တုများ၏ ကြွေမျက်နှာပြင်များနှင့် ရေစိုနိုင်စွမ်းသည် သတ္တုများနှင့် ကြွေထည်များကြား ချိတ်ဆက်အားကို ဆုံးဖြတ်ပေးသောကြောင့်ဖြစ်သည်။ ကောင်းမွန်သော ချိတ်ဆက်အားသည် LED ထုပ်ပိုးမှုစွမ်းဆောင်ရည်၏ တည်ငြိမ်မှုအတွက် အရေးကြီးသော အာမခံချက်တစ်ခုဖြစ်သည်။ လက်ရှိတွင် ကြွေမျက်နှာပြင်များပေါ်ရှိ အသုံးများသော metallization နည်းလမ်းများကို ပူးတွဲလောင်ကျွမ်းခြင်းနည်းလမ်းများ (HTCC နှင့် LTCC)၊ ထူသောဖလင်နည်းလမ်း (TFC)၊ တိုက်ရိုက်ကြေးနီ deposition နည်းလမ်း (DBC)၊ တိုက်ရိုက်အလူမီနီယမ် deposition နည်းလမ်း (DBA) နှင့် ပါးလွှာသောဖလင်နည်းလမ်း (DPC) အပါအဝင် ပုံစံအမျိုးမျိုးအဖြစ် အကြမ်းဖျင်းခွဲခြားနိုင်သည်။

ပူးတွဲပစ်ခတ်နည်း (HTCC/LTCC)

ပူးတွဲမီးညှိခြင်း နည်းလမ်းနှစ်မျိုးရှိသည်- တစ်ခုမှာ အပူချိန်မြင့် ပူးတွဲမီးညှိခြင်း (HTCC) ဖြစ်ပြီး နောက်တစ်ခုမှာ အပူချိန်နိမ့် ပူးတွဲမီးညှိခြင်း (LTCC) ဖြစ်သည်။ နှစ်မျိုးလုံး၏ လုပ်ငန်းစဉ်စီးဆင်းမှုများသည် အခြေခံအားဖြင့် အတူတူပင်ဖြစ်သည်။ အဓိက ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်စီးဆင်းမှုများတွင် အရည်ပျော်ပြင်ဆင်ခြင်း၊ ပုံသွင်းခြင်းနှင့် ထုတ်လုပ်သည့် အစင်းများ၊ အစိမ်းရောင်ကိုယ်ထည်များကို အခြောက်ခံခြင်း၊ အပေါက်ဖောက်ခြင်း၊ မျက်နှာပြင်ပုံနှိပ်ခြင်းနှင့် အပေါက်ဖြည့်ခြင်း၊ မျက်နှာပြင်ပုံနှိပ်ခြင်းပတ်လမ်းများ၊ အလွှာလိုက်ခြင်းနှင့် အပူပေးခြင်းနှင့် နောက်ဆုံးဖြတ်တောက်ခြင်းနှင့် အခြားကုသမှုအပြီး လုပ်ငန်းစဉ်များ ပါဝင်သည်။ အလူမီနာမှုန့်ကို အော်ဂဲနစ်ချည်နှောင်ပစ္စည်းများနှင့် ရောစပ်ပြီး အရည်ပျော်ကို scraper ဖြင့် စာရွက်များအဖြစ် ပြုပြင်သည်။ အခြောက်ခံပြီးနောက် ကြွေအစိမ်းရောင်ကိုယ်ထည်ကို ဖွဲ့စည်းသည် [10]။ ထို့နောက် ဒီဇိုင်းလိုအပ်ချက်များအရ အစိမ်းရောင်ကိုယ်ထည်ပေါ်တွင် အပေါက်ဖောက်ပြီး သတ္တုမှုန့်ဖြင့် ဖြည့်သည်။ အစိမ်းရောင်ကိုယ်ထည်၏ မျက်နှာပြင်ကို မျက်နှာပြင်ပုံနှိပ်နည်းပညာဖြင့် မျဉ်းပုံစံဖြင့် ဖုံးအုပ်ထားသည်။ နောက်ဆုံးတွင် အလွှာတစ်ခုစီ၏ အစိမ်းရောင်ကိုယ်ထည်များကို အလွှာလိုက်စီ၍ ဖိထားပြီး ပူးတွဲမီးညှိမီးဖိုတွင် အပူပေး၍ ဖွဲ့စည်းသည်။ ပူးတွဲမီးညှိခြင်း နည်းလမ်းနှစ်ခု၏ လုပ်ငန်းစဉ်များသည် အတူတူပင်ဖြစ်သော်လည်း အပူပေးအပူချိန်များမှာ အလွန်ကွာခြားသည်။ HTCC အတွက် ပူးတွဲမီးလောင်ကျွမ်းမှုအပူချိန်မှာ ၁၃၀၀ မှ ၁၆၀၀ ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်ဖြစ်ပြီး LTCC အတွက် sintering အပူချိန်မှာ ၈၅၀ မှ ၉၀၀ ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်ဖြစ်သည်။ ဤကွာခြားချက်၏ အဓိကအကြောင်းရင်းမှာ LTCC sintering slurry တွင် HTCC ပူးတွဲမီးလောင်ကျွမ်းမှု slurry တွင် မပါဝင်သော sintering အပူချိန်ကို လျှော့ချပေးနိုင်သော ဖန်ပစ္စည်းများ ပါဝင်ခြင်းပင်ဖြစ်သည်။ ဖန်ပစ္စည်းများသည် sintering အပူချိန်ကို လျှော့ချနိုင်သော်လည်း၊ ၎င်းတို့သည် substrate ၏ အပူစီးကူးနိုင်စွမ်းကို သိသိသာသာ လျော့ကျစေသည်။

ထူထဲသော ဖလင်ကြွေ (TFC)

အထူဖလင်နည်းလမ်းဆိုသည်မှာ လျှပ်ကူးပစ္စည်းအနှစ်ကို မျက်နှာပြင်ပုံနှိပ်ခြင်းဖြင့် ကြွေထည်အောက်ခံပေါ်တွင် တိုက်ရိုက်ဖုံးအုပ်ပြီးနောက် သတ္တုအလွှာကို အပူချိန်မြင့် sintering မှတစ်ဆင့် ကြွေထည်အောက်ခံတွင် ခိုင်မြဲစွာကပ်ထားသည့် ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်ကို ရည်ညွှန်းသည်။ အထူဖလင်လျှပ်ကူးပစ္စည်းအရည်ရွေးချယ်မှုသည် အထူဖလင်လုပ်ငန်းစဉ်ကို ဆုံးဖြတ်ရာတွင် အဓိကအချက်တစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်းတွင် လုပ်ဆောင်ချက်အဆင့် (ဆိုလိုသည်မှာ အမှုန်အရွယ်အစား 2μm အောက်ရှိသော သတ္တုမှုန့်)၊ ချည်နှောင်ပစ္စည်းအဆင့် (ချည်နှောင်ပစ္စည်း) နှင့် အော်ဂဲနစ်သယ်ဆောင်သူတို့ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည်။ အသုံးများသော သတ္တုမှုန့်များတွင် Au၊ Pt၊ Au/Pt၊ Au/Pd၊ Ag၊ Ag/Pt၊ Ag/Pd၊ Cu၊ Ni၊ Al နှင့် W တို့ပါဝင်ပြီး ၎င်းတို့အနက် Ag၊ Ag/Pd နှင့် Cu အရည်များသည် အသုံးအများဆုံးဖြစ်သည်။ ချည်နှောင်ပစ္စည်းသည် ယေဘုယျအားဖြင့် ဖန်ပစ္စည်း၊ သတ္တုအောက်ဆိုဒ် သို့မဟုတ် နှစ်မျိုးလုံးရောစပ်ထားသော အရည်ဖြစ်သည်။ ၎င်း၏လုပ်ဆောင်ချက်မှာ ကြွေထည်နှင့် သတ္တုကို ချိတ်ဆက်ပြီး အထူဖလင်အရည်၏ အခြေခံကြွေထည်နှင့် ကပ်ငြိမှုကို ဆုံးဖြတ်ရန်ဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် အထူဖလင်အရည်ထုတ်လုပ်မှု၏ အဓိကသော့ချက်ဖြစ်သည်။ အော်ဂဲနစ်သယ်ဆောင်သူ၏ အဓိကလုပ်ဆောင်ချက်မှာ လုပ်ဆောင်ချက်အဆင့်နှင့် ဘိုင်ဒါအဆင့်ကို ပျံ့နှံ့စေပြီး၊ နောက်ဆက်တွဲ မျက်နှာပြင်ပုံနှိပ်ခြင်းအတွက် ပြင်ဆင်ရန်အတွက် အထူဖလင်အရည်၏ viscosity ကို ထိန်းသိမ်းထားစဉ်တွင်ဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် sintering လုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း တဖြည်းဖြည်း အငွေ့ပျံသွားလိမ့်မည်။

တိုက်ရိုက်ချည်နှောင်ထားသော ကြေးနီ (DBC)

DBC သည် ကြွေထည်မျက်နှာပြင်များ (အဓိကအားဖြင့် Al2O3 နှင့် AlN) ပေါ်တွင် ကြေးနီသတ္တုပြားကို ချိတ်ဆက်ရန်အတွက် သတ္တုဖြင့်ပြုလုပ်ခြင်းနည်းလမ်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် chip on Board (COB) ထုပ်ပိုးမှုနည်းပညာ တိုးတက်လာမှုနှင့်အတူ တီထွင်ထားသော လုပ်ငန်းစဉ်အသစ်တစ်ခုဖြစ်သည်။ အခြေခံမူမှာ Cu နှင့် ကြွေထည်များအကြား အောက်ဆီဂျင်ဒြပ်စင်များကို ထည့်သွင်းပြီးနောက် 1065 မှ 1083 ℃ တွင် Cu/O eutectic အရည်အဆင့်ကို ဖွဲ့စည်းရန်ဖြစ်သည်။ ထို့နောက် ဤအဆင့်သည် ကြွေထည် matrix နှင့် ကြေးနီသတ္တုပြားနှင့် ဓာတ်ပြုပြီး CuAlO2 သို့မဟုတ် Cu(AlO2)2 ကို ထုတ်လုပ်ပြီး အလယ်အလတ်အဆင့်၏ လုပ်ဆောင်ချက်အောက်တွင် ကြေးနီသတ္တုပြားကို matrix နှင့် ချိတ်ဆက်ထားသည်။ Al N သည် non-oxide ကြွေထည်များဖြစ်သောကြောင့် ၎င်း၏မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ ကြေးနီအပေါ်ယံလွှာ၏ အဓိကသော့ချက်မှာ ၎င်း၏မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ Al2O3 အကူးအပြောင်းအလွှာကို ဖွဲ့စည်းပြီး အကူးအပြောင်းအလွှာ၏ လုပ်ဆောင်ချက်အောက်တွင် ကြေးနီသတ္တုပြားနှင့် အခြေခံကြွေထည်အကြား ထိရောက်သော ချိတ်ဆက်မှုကို ရရှိစေခြင်းဖြစ်သည်။

တိုက်ရိုက်အလူမီနီယမ်ဖြင့် ချည်နှောင်ထားသော (DAB)

တိုက်ရိုက်အလူမီနီယမ်အပေါ်ယံလွှာနည်းလမ်းသည် အလူမီနီယမ်၏ အရည်အခြေအနေရှိ ကြွေထည်များနှင့် ကောင်းမွန်သောစိုစွတ်နိုင်စွမ်းကို အသုံးချပြီး နှစ်ခုပေါင်းစပ်မှုကို ရရှိစေပါသည်။ အပူချိန် 660°C အထက်မြင့်တက်လာသောအခါ အစိုင်အခဲအလူမီနီယမ်သည် အရည်ပျော်သွားသည်။ အရည်အလူမီနီယမ်သည် ကြွေထည်မျက်နှာပြင်ကို စိုစွတ်စေပြီး အပူချိန်ကျဆင်းလာသည်နှင့်အမျှ ကြွေထည်မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ အလူမီနီယမ်မှ ထောက်ပံ့ပေးသော ပုံဆောင်ခဲများသည် ပုံဆောင်ခဲများဖြစ်ပေါ်လာပြီး ကြီးထွားလာသည်။ အခန်းအပူချိန်သို့ အအေးခံသောအခါ နှစ်ခုပေါင်းစပ်မှုကို ရရှိသည်။ အလူမီနီယမ်၏ မြင့်မားသော ဓာတ်ပြုမှုကြောင့် အပူချိန်မြင့်မားသောအခါ အောက်ဆီဒေးရှင်းဖြစ်စေပြီး အလူမီနီယမ်အရည်မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် ရှိနေသော Al2O3 အလွှာတစ်ခု ဖြစ်ပေါ်စေပြီး ကြွေထည်မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ အလူမီနီယမ်အရည်၏ စိုစွတ်နိုင်စွမ်းကို သိသိသာသာ လျော့ကျစေပြီး ပေါင်းစပ်မှုကို ရရှိရန် ခက်ခဲစေသည်။ ထို့ကြောင့် ပေါင်းစပ်ခြင်းမပြုမီ ၎င်းကို ဖယ်ရှားရမည် သို့မဟုတ် အောက်ဆီဂျင်ကင်းစင်သော အခြေအနေတွင် ပေါင်းစပ်မှုကို ပြုလုပ်သင့်သည်။ Peng Rong နှင့်အဖွဲ့ [23,27] သည် Al2O3 အောက်ခံနှင့် AlN အောက်ခံ၏ မျက်နှာပြင်များပေါ်တွင် ဖိအားအောက်တွင် အရည်ပျော်အလူမီနီယမ်ကို အရည်ပျော်အောင် ဖြန့်ကျက်ရန် ဂရပ်ဖိုက်မှိုသေပုံသွင်းခြင်းနည်းလမ်းကို လက်ခံကျင့်သုံးခဲ့သည်။ Al2O3 အလွှာ၏ ချောမွေ့မှုမရှိခြင်းကြောင့် မှိုအခေါင်းပေါက်ထဲတွင် ကျန်ရှိနေခဲ့သည်။ အအေးခံပြီးနောက်၊ ကောင်းစွာ ကပ်ငြိနေသော DAB အလွှာကို ရရှိခဲ့သည်။

တိုက်ရိုက်ချထားသော ကြေးနီ (DPC)

အလွှာပါးနည်းလမ်းသည် အဓိကအားဖြင့် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာအငွေ့စုပုံခြင်း (ဥပမာ vacuum evaporation၊ magnetron sputtering စသည်) နှင့် အခြားနည်းပညာများကို အသုံးပြု၍ ကြွေထည်မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် သတ္တုအလွှာတစ်ခုဖွဲ့စည်းပြီးနောက် masking၊ etching နှင့် အခြားလုပ်ဆောင်ချက်များကို အသုံးပြု၍ သတ္တုဆားကစ်အလွှာတစ်ခုဖွဲ့စည်းသည့် လုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်းတို့တွင် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာအငွေ့စုပုံခြင်းသည် အသုံးအများဆုံး အလွှာပါးထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်ဖြစ်သည်။