Etter denkeramikkNår substratet sintres og formes, må overflaten metalliseres, og deretter lages overflatemønsteret gjennom bildeoverføring for å oppnå den elektriske forbindelsesytelsen til det keramiske substratet. Overflatemetallisering er et avgjørende trinn i fremstillingen av keramiske substrater. Dette er fordi metallenes fuktevne til keramiske overflater ved høye temperaturer bestemmer bindingskraften mellom metaller og keramikk. God bindingskraft er en viktig garanti for stabiliteten til LED-pakkeytelsen. For tiden kan de vanlige metalliseringsmetodene på keramiske overflater grovt klassifiseres i flere former, inkludert sambrenningsmetoder (HTCC og LTCC), tykkfilmmetode (TFC), direkte kobberavsetningsmetode (DBC), direkte aluminiumavsetningsmetode (DBA) og tynnfilmmetode (DPC).
Samfyringsmetode (HTCC/LTCC)
Det finnes to typer sambrenningsmetoder: den ene er høytemperatursambrenning (HTCC), og den andre er lavtemperatursambrenning (LTCC). Prosessflytene for begge er i utgangspunktet de samme. De viktigste produksjonsprosessene inkluderer slurryforberedelse, støping og generering av strimler, tørking av grønne legemer, boring av gjennomgående hull, silketrykk og fylling av hull, silketrykkkretser, lagdeling og sintring, og den endelige skjæringen og andre etterbehandlingsprosesser. Aluminapulver blandes med organiske bindemidler for å danne en slurry, og deretter bearbeides slurryen til ark med en skrape. Etter tørking dannes en keramisk grønn kropp [10]. Deretter, i henhold til designkravene, bearbeides gjennomgående hull på den grønne kroppen og fylles med metallpulver. Overflaten på den grønne kroppen belegges med et linjemønster ved hjelp av silketrykkteknologi. Til slutt stables og presses de grønne legemene i hvert lag sammen, og sintres deretter og formes i sambrenningsovnen. Selv om prosessene for de to sambrenningsmetodene er omtrent de samme, varierer sintringstemperaturene sterkt. Sambrenningstemperaturen for HTCC er 1300 til 1600 ℃, mens sintringstemperaturen for LTCC er 850 til 900 ℃. Hovedårsaken til denne forskjellen ligger i det faktum at LTCC-sintringsoppslemmingen inneholder glassmaterialer som kan senke sintringstemperaturen, som ikke finnes i HTCC-sambrenningsoppslemmingen. Selv om glassmaterialer kan senke sintringstemperaturen, fører de til en betydelig reduksjon i substratets varmeledningsevne.
Tykkfilmkeramikk (TFC)
Tykkfilmmetoden refererer til produksjonsprosessen der ledende pasta påføres direkte på det keramiske substratet ved silketrykk, og deretter festes metalllaget godt til det keramiske substratet gjennom høytemperatursintring. Valget av tykkfilmlederoppslemming er en nøkkelfaktor for å bestemme tykkfilmprosessen. Den består av en funksjonell fase (dvs. metallpulver med en partikkelstørrelse på mindre enn 2 μm), en bindemiddelfase (bindemiddel) og en organisk bærer. Vanlige metallpulvere inkluderer Au, Pt, Au/Pt, Au/Pd, Ag, Ag/Pt, Ag/Pd, Cu, Ni, Al og W, hvorav Ag, Ag/Pd og Cu-oppslemminger er de vanligste. Bindemidlet er vanligvis glassmateriale, metalloksid eller en blanding av begge. Funksjonen er å forbinde keramikken og metallet og bestemme adhesjonen til tykkfilmoppslemmingen til basiskeramikken. Det er nøkkelen til produksjonen av tykkfilmoppslemming. Hovedfunksjonen til den organiske bæreren er å dispergere den funksjonelle fasen og bindefasen, samtidig som den opprettholder en viss viskositet i tykkfilmslammet for å forberede det påfølgende silketrykket. Det vil gradvis fordampe under sintringsprosessen.
Direktebundet kobber (DBC)
DBC er en metalliseringsmetode for å binde kobberfolie på keramiske overflater (hovedsakelig Al2O3 og AlN). Det er en ny prosess utviklet med fremveksten av chip on Board (COB)-pakketeknologi. Grunnprinsippet er å introdusere oksygenelementer mellom Cu og keramikk, og deretter danne en Cu/O-eutektisk flytende fase ved 1065 til 1083 ℃. Denne fasen reagerer deretter med den keramiske matrisen og kobberfolien for å generere CuAlO2 eller Cu(AlO2)2, og under påvirkning av mellomfasen bindes kobberfolien til matrisen. Siden AlN tilhører ikke-oksidkeramikk, ligger nøkkelen til kobberbelegg på overflaten i å danne et Al2O3-overgangslag på overflaten, og oppnå effektiv binding mellom kobberfolien og basiskeramikken under påvirkning av overgangslaget.
Direkte aluminiumsbundet (DAB)
Den direkte aluminiumsbeleggmetoden utnytter den gode fuktbarheten til aluminium til keramikk i flytende tilstand for å oppnå binding mellom de to. Når temperaturen stiger over 660 ℃, flyter fast aluminium. Etter at det flytende aluminiumet fukter den keramiske overflaten, krystalliserer og vokser krystallkjernene som aluminiumet danner på den keramiske overflaten når temperaturen synker. Når det avkjøles til romtemperatur, oppnås en kombinasjon av de to. På grunn av den høye reaktiviteten til aluminium, er det utsatt for oksidasjon ved høye temperaturer for å danne en Al2O3-film som eksisterer på overflaten av den flytende aluminiumen, noe som reduserer fuktbarheten til den flytende aluminiumen på den keramiske overflaten betydelig og gjør binding vanskelig å oppnå. Derfor må den fjernes før binding, eller bindingen bør utføres under oksygenfrie forhold. Peng Rong et al. [23,27] benyttet metoden med grafittstøping for å spre rent smeltet aluminium på overflatene av Al2O3-substratet og AlN-substratet under trykk. På grunn av mangelen på flyt i Al2O3-filmen forble den i formhulrommet. Etter avkjøling ble det oppnådd et godt bundet DAB-substrat.
Direktebelagt kobber (DPC)
Tynnfilmmetoden er en prosess som hovedsakelig bruker fysisk dampavsetning (som vakuumfordampning, magnetronsputtering, etc.) og andre teknikker for å danne et metalllag på overflaten av keramikk, og deretter bruker maskering, etsing og andre operasjoner for å danne et metallkretslag. Blant disse er fysisk dampavsetning den vanligste tynnfilmproduksjonsprosessen.
Publisert: 16. juli 2025