DupăceramicăDupă ce substratul este sinterizat și format, suprafața sa trebuie metalizată, iar apoi modelul de suprafață este realizat prin transfer de imagine pentru a obține performanța conexiunii electrice a substratului ceramic. Metalizarea suprafeței este o etapă crucială în fabricarea substraturilor ceramice. Acest lucru se datorează faptului că capacitatea de umectare a metalelor pe suprafețele ceramice la temperaturi ridicate determină forța de legătură dintre metale și ceramică. O forță bună de legătură este o garanție importantă pentru stabilitatea performanței ambalajelor LED. În prezent, metodele comune de metalizare pe suprafețele ceramice pot fi clasificate aproximativ în mai multe forme, inclusiv metode de co-ardere (HTCC și LTCC), metoda peliculei groase (TFC), metoda depunerii directe a cuprului (DBC), metoda depunerii directe a aluminiului (DBA) și metoda peliculei subțiri (DPC).
Metoda de co-ardere (HTCC/LTCC)
Există două tipuri de metode de co-ardere: una este co-arderea la temperatură înaltă (HTCC), iar cealaltă este co-arderea la temperatură joasă (LTCC). Fluxurile de proces pentru ambele sunt practic aceleași. Principalele fluxuri ale procesului de producție includ pregătirea suspensiei, turnarea și generarea benzilor, uscarea corpurilor crude, găurirea găurilor străpunse, serigrafia și umplerea găurilor, circuitele de serigrafie, stratificarea și sinterizarea, precum și felierea finală și alte procese post-tratare. Pulberea de alumină este amestecată cu lianți organici pentru a forma o suspensie, iar apoi suspensia este prelucrată în foi cu o racletă. După uscare, se formează un corp ceramic crud [10]. Apoi, conform cerințelor de proiectare, găurile străpunse sunt prelucrate pe corpul crud și umplute cu pulbere metalică. Suprafața corpului crud este acoperită cu un model de linii prin tehnologia serigrafiei. În final, corpurile crude ale fiecărui strat sunt stivuite și presate împreună, apoi sinterizate și formate în cuptorul de co-ardere. Deși procesele celor două metode de co-ardere sunt aproximativ aceleași, temperaturile de sinterizare variază foarte mult. Temperatura de co-ardere pentru HTCC este de 1300 până la 1600℃, în timp ce temperatura de sinterizare pentru LTCC este de 850 până la 900℃. Principalul motiv pentru această diferență constă în faptul că suspensia de sinterizare LTCC conține materiale din sticlă care pot scădea temperatura de sinterizare, care nu sunt prezente în suspensia de co-ardere HTCC. Deși materialele din sticlă pot scădea temperatura de sinterizare, acestea duc la o scădere semnificativă a conductivității termice a substratului.
Ceramică cu peliculă groasă (TFC)
Metoda peliculei groase se referă la procesul de fabricație în care pasta conductivă este aplicată direct pe substratul ceramic prin serigrafie, iar apoi stratul metalic este fixat ferm pe substratul ceramic prin sinterizare la temperatură înaltă. Selecția suspensiei conductoare pentru peliculă groasă este un factor cheie în determinarea procesului de peliculă groasă. Aceasta este compusă dintr-o fază funcțională (adică pulbere metalică cu o dimensiune a particulelor mai mică de 2 μm), o fază liant (liant) și un purtător organic. Pulberile metalice comune includ Au, Pt, Au/Pt, Au/Pd, Ag, Ag/Pt, Ag/Pd, Cu, Ni, Al și W, dintre care suspensiile Ag, Ag/Pd și Cu sunt cele mai comune. Liantul este în general material de sticlă, oxid metalic sau un amestec al ambelor. Funcția sa este de a conecta ceramica și metalul și de a determina aderența suspensiei peliculei groase la ceramica de bază. Este cheia producerii suspensiei peliculei groase. Funcția principală a purtătorului organic este de a dispersa faza funcțională și faza liantului, menținând în același timp o anumită vâscozitate a suspensiei de peliculă groasă pentru a o pregăti pentru serigrafie ulterioară. Aceasta se va volatiliza treptat în timpul procesului de sinterizare.
Cupru lipit direct (DBC)
DBC este o metodă de metalizare pentru lipirea foliei de cupru pe suprafețe ceramice (în principal Al2O3 și AlN). Este un proces nou, dezvoltat odată cu apariția tehnologiei de ambalare chip on Board (COB). Principiul de bază este de a introduce elemente de oxigen între Cu și ceramică, apoi de a forma o fază lichidă eutectică Cu/O la 1065 până la 1083 ℃. Această fază reacționează apoi cu matricea ceramică și folia de cupru pentru a genera CuAlO2 sau Cu(AlO2)2, iar sub acțiunea fazei intermediare, folia de cupru este lipită de matrice. Deoarece AlN aparține ceramicii neoxidice, cheia acoperirii cu cupru pe suprafața sa constă în formarea unui strat de tranziție de Al2O3 pe suprafața sa și în realizarea unei lipiri eficiente între folia de cupru și ceramica de bază sub acțiunea stratului de tranziție.
Lipire directă cu aluminiu (DAB)
Metoda de acoperire directă cu aluminiu profită de umectabilitatea bună a aluminiului pe ceramică în stare lichidă pentru a realiza legarea celor două. Când temperatura crește peste 660℃, aluminiul solid se lichefiază. După ce aluminiul lichid udă suprafața ceramică, pe măsură ce temperatura scade, nucleele cristaline furnizate de aluminiu pe suprafața ceramică cristalizează și cresc. Când este răcit la temperatura camerei, se realizează combinarea celor două. Datorită reactivității ridicate a aluminiului, acesta este predispus la oxidare la temperaturi ridicate, formând o peliculă de Al2O3 care există pe suprafața aluminiului lichid, reducând semnificativ umectabilitatea aluminiului lichid pe suprafața ceramică și îngreunând realizarea lipirii. Prin urmare, aceasta trebuie îndepărtată înainte de lipire sau lipirea trebuie efectuată în condiții fără oxigen. Peng Rong și colab. [23,27] au adoptat metoda de turnare sub presiune în matriță de grafit pentru a întinde aluminiu topit pur pe suprafețele substratului de Al2O3 și substratului de AlN sub presiune. Din cauza lipsei de fluiditate a peliculei de Al2O3, aceasta a rămas în cavitatea matriței. După răcire, s-a obținut un substrat DAB bine legat.
Cupru placat direct (DPC)
Metoda cu peliculă subțire este un proces care utilizează în principal depunerea fizică în fază de vapori (cum ar fi evaporarea în vid, pulverizarea cu magnetron etc.) și alte tehnici pentru a forma un strat metalic pe suprafața ceramicii, apoi utilizează mascare, gravare și alte operațiuni pentru a forma un strat de circuit metalic. Printre acestea, depunerea fizică în fază de vapori este cel mai comun proces de fabricație a peliculelor subțiri.
Data publicării: 16 iulie 2025