PokeramikaPodlaga se sintra in oblikuje, njeno površino je treba metalizirati, nato pa se s prenosom slike ustvari površinski vzorec, da se doseže električna povezava keramične podlage. Površinska metalizacija je ključni korak pri izdelavi keramičnih podlag. To je zato, ker sposobnost omočenja kovin na keramičnih površinah pri visokih temperaturah določa vezno silo med kovinami in keramiko. Dobra vezna sila je pomembno zagotovilo za stabilnost delovanja ohišja LED. Trenutno lahko običajne metode metalizacije na keramičnih površinah v grobem razdelimo na več oblik, vključno z metodami sosežiganja (HTCC in LTCC), metodo debelih filmov (TFC), metodo neposrednega nanašanja bakra (DBC), metodo neposrednega nanašanja aluminija (DBA) in metodo tankih filmov (DPC).
Metoda sosežiganja (HTCC/LTCC)
Obstajata dve vrsti metod sožganja: ena je visokotemperaturno sožganje (HTCC) in druga je nizkotemperaturno sožganje (LTCC). Procesna toka obeh sta v osnovi enaka. Glavni proizvodni procesni tokovi vključujejo pripravo suspenzije, litje in izdelavo trakov, sušenje surovcev, vrtanje skoznjih lukenj, sitotisk in polnjenje lukenj, sitotiskarska vezja, nanašanje plasti in sintranje ter končno rezanje in druge postopke naknadne obdelave. Prah aluminijevega oksida se zmeša z organskimi vezivi, da se tvori suspenzija, nato pa se suspenzija s strgalom obdela v plošče. Po sušenju se oblikuje keramični surovec [10]. Nato se v skladu z zahtevami zasnove na surovcu obdelajo skoznje luknje in napolnijo s kovinskim prahom. Površina surovca se s tehnologijo sitotiska prekrije s črtnim vzorcem. Na koncu se surovci vsake plasti zložijo in stisnejo skupaj, nato pa se sintrajo in oblikujejo v peči za sožganje. Čeprav sta postopka obeh metod sožganja približno enaka, se temperature sintranja zelo razlikujejo. Temperatura sožganja za HTCC je od 1300 do 1600 ℃, medtem ko je temperatura sintranja za LTCC od 850 do 900 ℃. Glavni razlog za to razliko je v tem, da sintralna brozga LTCC vsebuje steklene materiale, ki lahko znižajo temperaturo sintranja, ki pa jih v sožgani brozgi HTCC ni. Čeprav stekleni materiali lahko znižajo temperaturo sintranja, povzročijo znatno zmanjšanje toplotne prevodnosti substrata.
Debeloslojna keramika (TFC)
Metoda debeloplastnega nanosa se nanaša na proizvodni postopek, pri katerem se prevodna pasta s sitotiskom neposredno nanese na keramično podlago, nato pa se kovinska plast trdno oprime keramične podlage s sintranjem pri visoki temperaturi. Izbira debeloplastne prevodne suspenzije je ključni dejavnik pri določanju postopka debeloplastnega nanosa. Sestavljena je iz funkcionalne faze (tj. kovinskega prahu z velikostjo delcev manj kot 2 μm), vezivne faze (veziva) in organskega nosilca. Med običajne kovinske prahove spadajo Au, Pt, Au/Pt, Au/Pd, Ag, Ag/Pt, Ag/Pd, Cu, Ni, Al in W, med katerimi so najpogostejše suspenzije Ag, Ag/Pd in Cu. Vezivo je običajno steklen material, kovinski oksid ali mešanica obeh. Njegova funkcija je povezati keramiko in kovino ter določiti oprijem debeloplastne suspenzije na osnovno keramiko. Je ključ do proizvodnje debeloplastne suspenzije. Glavna funkcija organskega nosilca je dispergiranje funkcionalne faze in vezivne faze, hkrati pa ohranja določeno viskoznost debele plasti, da se pripravi na kasnejši sitotisk. Med postopkom sintranja bo postopoma izhlapela.
Direktno vezani baker (DBC)
DBC je metoda metalizacije za lepljenje bakrene folije na keramične površine (predvsem Al2O3 in AlN). Gre za nov postopek, razvit s pojavom tehnologije pakiranja čipov na plošči (COB). Osnovno načelo je vnos kisikovih elementov med Cu in keramiko, nato pa tvorba evtektične tekoče faze Cu/O pri 1065 do 1083 ℃. Ta faza nato reagira s keramično matrico in bakreno folijo, da nastane CuAlO2 ali Cu(AlO2)2, in pod delovanjem vmesne faze se bakrena folija veže na matrico. Ker AlN spada med neoksidne keramike, je ključ do bakrene prevleke na njegovi površini v tvorbi prehodne plasti Al2O3 na njeni površini in doseganju učinkovite vezi med bakreno folijo in osnovno keramiko pod delovanjem prehodne plasti.
Neposredno vezano aluminijasto (DAB)
Metoda neposrednega nanašanja aluminija na keramiko izkorišča dobro omočljivost aluminija v tekočem stanju za doseganje vezi obeh. Ko temperatura naraste nad 660 ℃, se trdni aluminij utekočini. Ko tekoči aluminij zmoči keramično površino, se ob padcu temperature kristalna jedra, ki jih tvori aluminij na keramični površini, kristalizirajo in rastejo. Ko se ohladi na sobno temperaturo, se doseže kombinacija obeh. Zaradi visoke reaktivnosti aluminija je ta pri visokih temperaturah nagnjen k oksidaciji in tvori film Al2O3, ki obstaja na površini aluminijeve tekočine, kar znatno zmanjša omočljivost aluminijeve tekočine na keramični površini in oteži doseganje vezi. Zato ga je treba pred vezitvijo odstraniti ali pa se vezivanje izvede v pogojih brez kisika. Peng Rong in sodelavci [23,27] so uporabili metodo litja grafita v kalup za nanašanje čistega staljenega aluminija na površine substrata Al2O3 in substrata AlN pod pritiskom. Zaradi pomanjkanja tekočine filma Al2O3 je ta ostal v votlini kalupa. Po ohladitvi smo dobili dobro vezan DAB substrat.
Direktno prevlečen baker (DPC)
Metoda tankih filmov je postopek, ki v glavnem uporablja fizično nanašanje s paro (kot so vakuumsko izhlapevanje, magnetronsko razprševanje itd.) in druge tehnike za oblikovanje kovinske plasti na površini keramike, nato pa se z maskiranjem, jedkanjem in drugimi postopki oblikuje kovinska plast vezja. Med njimi je fizično nanašanje s paro najpogostejši postopek izdelave tankih filmov.
Čas objave: 16. julij 2025