सिरेमिक सब्सट्रेट सतहहरूमा धातुकरण अनुसन्धानको वर्तमान अवस्था र प्रवृत्ति

पछिसिरेमिकसब्सट्रेटलाई सिन्टर गरिएको र बनाइएको हुन्छ, यसको सतहलाई धातुकरण गर्न आवश्यक छ, र त्यसपछि सिरेमिक सब्सट्रेटको विद्युतीय जडान कार्यसम्पादन प्राप्त गर्न छवि स्थानान्तरण मार्फत सतह ढाँचा बनाइन्छ। सिरेमिक सब्सट्रेटहरूको निर्माणमा सतह धातुकरण एक महत्त्वपूर्ण चरण हो। यो किनभने उच्च तापक्रममा धातुहरूको सिरेमिक सतहहरूमा भिजाउने क्षमताले धातुहरू र सिरेमिकहरू बीचको बन्धन बल निर्धारण गर्दछ। राम्रो बन्धन बल LED प्याकेजिङ प्रदर्शनको स्थिरताको लागि एक महत्त्वपूर्ण ग्यारेन्टी हो। हाल, सिरेमिक सतहहरूमा सामान्य धातुकरण विधिहरूलाई लगभग धेरै रूपहरूमा वर्गीकृत गर्न सकिन्छ, जसमा सह-बर्निङ विधिहरू (HTCC र LTCC), बाक्लो फिल्म विधि (TFC), प्रत्यक्ष तामा निक्षेप विधि (DBC), प्रत्यक्ष एल्युमिनियम निक्षेप विधि (DBA), र पातलो फिल्म विधि (DPC) समावेश छन्।

सह-फायरिङ विधि (HTCC/LTCC)

दुई प्रकारका सह-फायरिङ विधिहरू छन्: एउटा उच्च-तापमान सह-फायरिङ (HTCC), र अर्को कम-तापमान सह-फायरिङ (LTCC)। दुवैको प्रक्रिया प्रवाह मूलतः समान छन्। मुख्य उत्पादन प्रक्रिया प्रवाहहरूमा स्लरी तयारी, कास्टिङ र स्ट्रिपहरू उत्पन्न गर्ने, हरियो शरीरहरू सुकाउने, प्वालहरूबाट ड्रिलिङ गर्ने, स्क्रिन प्रिन्टिङ र प्वालहरू भर्ने, स्क्रिन प्रिन्टिङ सर्किटहरू, लेयरिङ र सिन्टरिङ, र अन्तिम स्लाइसिङ र अन्य पोस्ट-ट्रीटमेन्ट प्रक्रियाहरू समावेश छन्। एल्युमिना पाउडरलाई स्लरी बनाउनको लागि जैविक बाइन्डरहरूसँग मिसाइन्छ, र त्यसपछि स्लरीलाई स्क्र्यापरको साथ पानाहरूमा प्रशोधन गरिन्छ। सुकाएपछि, सिरेमिक हरियो शरीर बनाइन्छ [10]। त्यसपछि, डिजाइन आवश्यकताहरू अनुसार, हरियो शरीरमा प्वालहरू प्रशोधन गरिन्छ र धातुको पाउडरले भरिन्छ। स्क्रिन प्रिन्टिङ प्रविधिद्वारा हरियो शरीरको सतहलाई लाइन ढाँचाले लेपित गरिन्छ। अन्तमा, प्रत्येक तहको हरियो शरीरहरूलाई स्ट्याक गरिन्छ र एकसाथ थिचिन्छ, र त्यसपछि सह-फायरिङ भट्टीमा सिन्टर गरिन्छ र बनाइन्छ। यद्यपि दुई सह-फायरिङ विधिहरूको प्रक्रिया लगभग समान छ, सिन्टरिङ तापमान धेरै फरक हुन्छ। HTCC को लागि सह-फायरिङ तापमान १३०० देखि १६०० ℃ छ, जबकि LTCC को लागि सिन्टरिङ तापमान ८५० देखि ९०० ℃ छ। यो भिन्नताको मुख्य कारण यो हो कि LTCC सिन्टरिङ स्लरीमा सिन्टरिङ तापमान कम गर्न सक्ने गिलास सामग्रीहरू हुन्छन्, जुन HTCC को-फायर गरिएको स्लरीमा हुँदैनन्। यद्यपि गिलास सामग्रीहरूले सिन्टरिङ तापमान कम गर्न सक्छन्, तिनीहरूले सब्सट्रेटको थर्मल चालकतामा उल्लेखनीय कमी ल्याउँछन्।

बाक्लो फिल्म सिरेमिक (TFC)

बाक्लो फिल्म विधिले निर्माण प्रक्रियालाई बुझाउँछ जसमा स्क्रिन प्रिन्टिङद्वारा सिरेमिक सब्सट्रेटमा सिधै कन्डक्टिभ पेस्ट लेपित गरिन्छ, र त्यसपछि धातुको तह उच्च-तापमान सिन्टरिङ मार्फत सिरेमिक सब्सट्रेटमा दृढतापूर्वक टाँसिन्छ। बाक्लो-फिल्म कन्डक्टर स्लरीको चयन बाक्लो-फिल्म प्रक्रिया निर्धारण गर्ने एक प्रमुख कारक हो। यो एक कार्यात्मक चरण (अर्थात्, 2μm भन्दा कम कण आकारको धातु पाउडर), एक बाइन्डर चरण (बाइन्डर), र एक जैविक वाहक मिलेर बनेको हुन्छ। सामान्य धातु पाउडरहरूमा Au, Pt, Au/Pt, Au/Pd, Ag, Ag/Pt, Ag/Pd, Cu, Ni, Al र W समावेश छन्, जसमध्ये Ag, Ag/Pd र Cu स्लरीहरू सबैभन्दा सामान्य छन्। बाइन्डर सामान्यतया गिलास सामग्री, धातु अक्साइड वा दुवैको मिश्रण हो। यसको कार्य सिरेमिक र धातुलाई जोड्नु र आधार सिरेमिकमा बाक्लो फिल्म स्लरीको आसंजन निर्धारण गर्नु हो। यो बाक्लो फिल्म स्लरीको उत्पादनको कुञ्जी हो। अर्गानिक क्यारियरको मुख्य कार्य भनेको कार्यात्मक चरण र बाइन्डर चरणलाई फैलाउनु हो, जबकि बाक्लो फिल्म स्लरीको निश्चित चिपचिपाहट कायम राखेर पछिको स्क्रिन प्रिन्टिङको लागि तयारी गर्नु हो। यो सिन्टरिङ प्रक्रियाको क्रममा बिस्तारै अस्थिर हुनेछ।

प्रत्यक्ष बन्धित तामा (DBC)

DBC भनेको सिरेमिक सतहहरू (मुख्यतया Al2O3 र AlN) मा तामाको पन्नी बन्धन गर्ने धातुकरण विधि हो। यो चिप अन बोर्ड (COB) प्याकेजिङ प्रविधिको उदयसँगै विकसित भएको नयाँ प्रक्रिया हो। आधारभूत सिद्धान्त भनेको Cu र सिरेमिकहरू बीच अक्सिजन तत्वहरू परिचय गराउनु हो, र त्यसपछि १०६५ देखि १०८३℃ मा Cu/O युटेक्टिक तरल चरण बनाउनु हो। यो चरणले त्यसपछि सिरेमिक म्याट्रिक्स र तामाको पन्नीसँग प्रतिक्रिया गरेर CuAlO2 वा Cu(AlO2)2 उत्पन्न गर्छ, र मध्यवर्ती चरणको कार्य अन्तर्गत, तामाको पन्नी म्याट्रिक्समा बाँधिएको हुन्छ। Al N गैर-अक्साइड सिरेमिकसँग सम्बन्धित भएकोले, यसको सतहमा तामाको कोटिंगको कुञ्जी यसको सतहमा Al2O3 संक्रमण तह बनाउनु र संक्रमण तहको कार्य अन्तर्गत तामाको पन्नी र आधार सिरेमिक बीच प्रभावकारी बन्धन प्राप्त गर्नु हो।

प्रत्यक्ष एल्युमिनियम बन्डेड (DAB)

प्रत्यक्ष एल्युमिनियम कोटिंग विधिले तरल अवस्थामा सिरेमिकमा एल्युमिनियमको राम्रो भिजेकोपनको फाइदा उठाउँछ र दुईको बन्धन प्राप्त गर्दछ। जब तापक्रम ६६० डिग्री सेल्सियस भन्दा माथि बढ्छ, ठोस एल्युमिनियम तरल हुन्छ। तरल एल्युमिनियमले सिरेमिक सतहलाई भिजेपछि, तापक्रम घट्दै जाँदा, सिरेमिक सतहमा एल्युमिनियमद्वारा प्रदान गरिएको क्रिस्टल न्यूक्ली क्रिस्टलाइज हुन्छ र बढ्छ। कोठाको तापक्रममा चिसो पार्दा, दुईको संयोजन प्राप्त हुन्छ। एल्युमिनियमको उच्च प्रतिक्रियाशीलताको कारण, यो उच्च तापक्रममा अक्सिडेशनको लागि प्रवण हुन्छ जसले एल्युमिनियम तरलको सतहमा अवस्थित Al2O3 फिल्म बनाउँछ, जसले सिरेमिक सतहमा एल्युमिनियम तरलको भिजेकोपनलाई उल्लेखनीय रूपमा कम गर्छ र बन्धन प्राप्त गर्न गाह्रो बनाउँछ। त्यसकारण, बन्धन गर्नु अघि यसलाई हटाउनु पर्छ वा अक्सिजन-रहित अवस्थाहरूमा बन्धन गर्नुपर्छ। पेङ रोङ एट अल। [२३,२७] ले दबाबमा Al2O3 सब्सट्रेट र AlN सब्सट्रेटको सतहहरूमा शुद्ध पग्लिएको एल्युमिनियम फैलाउन ग्रेफाइट मोल्ड डाइ-कास्टिङको विधि अपनाए। Al2O3 फिल्मको तरलताको कमीको कारण, यो मोल्ड गुहामा रह्यो। चिसो भएपछि, राम्रोसँग बाँधिएको DAB सब्सट्रेट प्राप्त भयो।

डाइरेक्ट प्लेटेड कपर (DPC)

पातलो-फिल्म विधि भनेको एउटा प्रक्रिया हो जसले मुख्यतया भौतिक वाष्प निक्षेपण (जस्तै भ्याकुम वाष्पीकरण, म्याग्नेट्रोन स्पटरिङ, आदि) र अन्य प्रविधिहरू प्रयोग गरेर सिरेमिकको सतहमा धातुको तह बनाउँछ, र त्यसपछि धातु सर्किट तह बनाउन मास्किङ, एचिङ र अन्य कार्यहरू प्रयोग गर्दछ। ती मध्ये, भौतिक वाष्प निक्षेपण सबैभन्दा सामान्य पातलो फिल्म निर्माण प्रक्रिया हो।