Efter denkeramiskNär substratet sintras och formas måste dess yta metalliseras och sedan skapas ytmönstret genom bildöverföring för att uppnå den elektriska anslutningsprestanda som det keramiska substratet har. Ytmetallisering är ett avgörande steg i tillverkningen av keramiska substrat. Detta beror på att metallernas vätningsförmåga till keramiska ytor vid höga temperaturer avgör bindningskraften mellan metaller och keramik. God bindningskraft är en viktig garanti för LED-kapslingens stabilitet. För närvarande kan de vanliga metalliseringsmetoderna på keramiska ytor grovt klassificeras i flera former, inklusive sambränningsmetoder (HTCC och LTCC), tjockfilmsmetod (TFC), direkt kopparavsättningsmetod (DBC), direkt aluminiumavsättningsmetod (DBA) och tunnfilmsmetod (DPC).
Sambränningsmetod (HTCC/LTCC)
Det finns två typer av sambränningsmetoder: den ena är högtemperatursambränning (HTCC) och den andra är lågtemperatursambränning (LTCC). Processflödena för båda är i princip desamma. De huvudsakliga produktionsprocesserna inkluderar slamberedning, gjutning och generering av remsor, torkning av gröna kroppar, borrning av genomgående hål, screentryck och fyllning av hål, screentryckskretsar, skiktning och sintring, samt slutlig skivning och andra efterbehandlingsprocesser. Aluminiumoxidpulver blandas med organiska bindemedel för att bilda en slam, och sedan bearbetas slammet till ark med en skrapa. Efter torkning formas en keramisk grön kropp [10]. Därefter, enligt designkraven, bearbetas genomgående hål på grönkroppen och fylls med metallpulver. Ytan på grönkroppen beläggs med ett linjemönster med screentrycksteknik. Slutligen staplas grönkropparna i varje lager och pressas ihop, och sintras sedan och formas i sambränningsugnen. Även om processerna för de två sambränningsmetoderna är ungefär desamma, varierar sintringstemperaturerna kraftigt. Sambränntemperaturen för HTCC är 1300 till 1600 ℃, medan sintringstemperaturen för LTCC är 850 till 900 ℃. Den främsta orsaken till denna skillnad ligger i att LTCC-sintringsslammet innehåller glasmaterial som kan sänka sintringstemperaturen, vilket inte finns i HTCC-sambrännslammet. Även om glasmaterial kan sänka sintringstemperaturen leder de till en betydande minskning av substratets värmeledningsförmåga.
Tjockfilmskeramik (TFC)
Tjockfilmsmetoden avser tillverkningsprocessen där ledande pasta appliceras direkt på det keramiska substratet genom screentryck, och sedan fästs metallskiktet ordentligt på det keramiska substratet genom högtemperatursintring. Valet av tjockfilmsledaruppslamning är en nyckelfaktor för att bestämma tjockfilmsprocessen. Den består av en funktionell fas (dvs. metallpulver med en partikelstorlek mindre än 2 μm), en bindefas (bindemedel) och en organisk bärare. Vanliga metallpulver inkluderar Au, Pt, Au/Pt, Au/Pd, Ag, Ag/Pt, Ag/Pd, Cu, Ni, Al och W, bland vilka Ag-, Ag/Pd- och Cu-uppslamningar är de vanligaste. Bindemedlet är i allmänhet glasmaterial, metalloxid eller en blandning av båda. Dess funktion är att koppla samman keramiken och metallen och bestämma vidhäftningen av tjockfilmsuppslamningen till baskeramiken. Det är nyckeln till produktionen av tjockfilmsuppslamning. Den organiska bärarens huvudsakliga funktion är att dispergera den funktionella fasen och bindefasen, samtidigt som en viss viskositet bibehålls hos tjockfilmsuppslamningen för att förbereda den efterföljande screentryckningen. Den kommer gradvis att förångas under sintringsprocessen.
Direktbunden koppar (DBC)
DBC är en metalliseringsmetod för att binda kopparfolie på keramiska ytor (främst Al2O3 och AlN). Det är en ny process som utvecklats i takt med chip-on-board (COB)-förpackningsteknikens framväxt. Grundprincipen är att införa syreelement mellan Cu och keramik, och sedan bilda en Cu/O-eutektisk flytande fas vid 1065 till 1083 ℃. Denna fas reagerar sedan med den keramiska matrisen och kopparfolien för att generera CuAlO2 eller Cu(AlO2)2, och under inverkan av mellanfasen binds kopparfolien till matrisen. Eftersom AlN tillhör icke-oxidkeramer ligger nyckeln till kopparbeläggning på dess yta i att bilda ett Al2O3-övergångsskikt på dess yta, och uppnå effektiv bindning mellan kopparfolien och baskeramiken under inverkan av övergångsskiktet.
Direkt aluminiumbunden (DAB)
Den direkta aluminiumbeläggningsmetoden utnyttjar aluminiumets goda vätbarhet till keramik i flytande tillstånd för att uppnå bindning mellan de två. När temperaturen stiger över 660 ℃ flyter fast aluminium. Efter att det flytande aluminiumet har vätit den keramiska ytan, kristalliseras och växer kristallkärnorna som bildas av aluminiumet på den keramiska ytan när temperaturen sjunker. När det kyls till rumstemperatur uppnås en kombination av de två. På grund av aluminiumets höga reaktivitet är det benäget att oxidera vid höga temperaturer för att bilda en Al2O3-film som finns på ytan av den flytande aluminiumen, vilket avsevärt minskar den flytande aluminiumens vätbarhet på den keramiska ytan och gör bindning svår att uppnå. Därför måste den avlägsnas före bindning eller så bör bindningen utföras under syrefria förhållanden. Peng Rong et al. [23,27] använde metoden med grafitgjutning för att sprida rent smält aluminium på ytorna av Al2O3-substrat och AlN-substrat under tryck. På grund av Al2O3-filmens brist på flytbarhet stannade den kvar i formhålan. Efter kylning erhölls ett välbundet DAB-substrat.
Direktpläterad koppar (DPC)
Tunnfilmsmetoden är en process som huvudsakligen använder fysisk ångavsättning (såsom vakuumindunstning, magnetronsputtring, etc.) och andra tekniker för att bilda ett metallskikt på ytan av keramik, och sedan använder maskering, etsning och andra operationer för att bilda ett metallkretsskikt. Bland dessa är fysisk ångavsättning den vanligaste tunnfilmstillverkningsprocessen.
Publiceringstid: 16 juli 2025