பீங்கான் அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்புகளில் உலோகமயமாக்கல் ஆராய்ச்சியின் தற்போதைய நிலை மற்றும் போக்கு

அதன் பிறகுபீங்கான்அடிமூலக்கூறு உருக்கி வடிவமைக்கப்பட்ட பிறகு, அதன் மேற்பரப்பு உலோகமயமாக்கப்பட வேண்டும். பின்னர், பீங்கான் அடிமூலக்கூறின் மின் இணைப்புச் செயல்திறனை அடைவதற்காக, பிம்பப் பரிமாற்றம் மூலம் மேற்பரப்பு வடிவமைப்பு செய்யப்படுகிறது. பீங்கான் அடிமூலக்கூறுகளைத் தயாரிப்பதில் மேற்பரப்பு உலோகமயமாக்கல் ஒரு முக்கியமான படியாகும். ஏனெனில், உயர் வெப்பநிலையில் பீங்கான் மேற்பரப்புகளில் உலோகங்களின் ஈரமாகும் திறனே, உலோகங்களுக்கும் பீங்கான்களுக்கும் இடையிலான பிணைப்பு விசையைத் தீர்மானிக்கிறது. நல்ல பிணைப்பு விசை என்பது LED பேக்கேஜிங் செயல்திறனின் நிலைத்தன்மைக்கு ஒரு முக்கியமான உத்தரவாதமாகும். தற்போது, ​​பீங்கான் மேற்பரப்புகளில் உள்ள பொதுவான உலோகமயமாக்கல் முறைகளை, கூட்டு எரிப்பு முறைகள் (HTCC மற்றும் LTCC), தடிமனான படல முறை (TFC), நேரடி தாமிரப் படிவு முறை (DBC), நேரடி அலுமினியப் படிவு முறை (DBA) மற்றும் மெல்லிய படல முறை (DPC) உள்ளிட்ட பல வடிவங்களாகப் பிரிக்கலாம்.

கூட்டு எரிப்பு முறை (HTCC/LTCC)

இரண்டு வகையான இணை-எரிப்பு முறைகள் உள்ளன: ஒன்று உயர்-வெப்பநிலை இணை-எரிப்பு (HTCC), மற்றொன்று குறைந்த-வெப்பநிலை இணை-எரிப்பு (LTCC). இரண்டின் செயல்முறை ஓட்டங்களும் அடிப்படையில் ஒரே மாதிரியானவை. முக்கிய உற்பத்தி செயல்முறை ஓட்டங்களில் கூழ் தயாரித்தல், வார்ப்பு மற்றும் பட்டைகளை உருவாக்குதல், பச்சை உடல்களை உலர்த்துதல், துளைகள் இடுதல், திரை அச்சிடுதல் மற்றும் துளைகளை நிரப்புதல், திரை அச்சிடும் சுற்றுகள், அடுக்குதல் மற்றும் உருகுதல், மற்றும் இறுதி வெட்டுதல் மற்றும் பிற பிந்தைய-சிகிச்சை செயல்முறைகள் ஆகியவை அடங்கும். அலுமினா தூள் கரிம பிணைப்பான்களுடன் கலந்து ஒரு கூழாக உருவாக்கப்படுகிறது, பின்னர் அந்தக் கூழ் ஒரு சுரண்டி மூலம் தாள்களாக பதப்படுத்தப்படுகிறது. உலர்த்திய பிறகு, ஒரு பீங்கான் பச்சை உடல் உருவாகிறது [10]. பின்னர், வடிவமைப்பு தேவைகளுக்கு ஏற்ப, பச்சை உடலில் துளைகள் இடப்பட்டு உலோகத் தூள் நிரப்பப்படுகிறது. பச்சை உடலின் மேற்பரப்பு திரை அச்சிடும் தொழில்நுட்பத்தால் ஒரு கோட்டு வடிவத்தால் பூசப்படுகிறது. இறுதியாக, ஒவ்வொரு அடுக்கின் பச்சை உடல்களும் அடுக்கப்பட்டு ஒன்றாக அழுத்தப்படுகின்றன, பின்னர் இணை-எரிப்பு உலையில் உருகி வடிவமைக்கப்படுகின்றன. இரண்டு இணை எரிப்பு முறைகளின் செயல்முறைகள் ஏறக்குறைய ஒரே மாதிரியாக இருந்தாலும், சின்டரிங் வெப்பநிலைகள் பெரிதும் வேறுபடுகின்றன. HTCC-க்கான இணை எரிப்பு வெப்பநிலை 1300 முதல் 1600℃ வரையிலும், LTCC-க்கான சின்டரிங் வெப்பநிலை 850 முதல் 900℃ வரையிலும் உள்ளது. இந்த வேறுபாட்டிற்கான முக்கிய காரணம், LTCC சின்டரிங் கூழில் சின்டரிங் வெப்பநிலையைக் குறைக்கக்கூடிய கண்ணாடிப் பொருட்கள் இருப்பதுதான்; ஆனால் அவை HTCC இணை எரிப்புக் கூழில் இருப்பதில்லை. கண்ணாடிப் பொருட்கள் சின்டரிங் வெப்பநிலையைக் குறைக்க முடிந்தாலும், அவை மூலப்பொருளின் வெப்பக் கடத்துத்திறனில் குறிப்பிடத்தக்கக் குறைவை ஏற்படுத்துகின்றன.

தடித்த படல பீங்கான் (TFC)

தடிமனான படல முறை என்பது, கடத்தும் பசையானது திரை அச்சிடுதல் மூலம் பீங்கான் அடி மூலக்கூறின் மீது நேரடியாகப் பூசப்பட்டு, பின்னர் உயர்-வெப்பநிலை உருகுதல் மூலம் உலோகப் படலம் பீங்கான் அடி மூலக்கூறுடன் உறுதியாக ஒட்டப்படும் ஒரு உற்பத்தி செயல்முறையைக் குறிக்கிறது. தடிமனான படல செயல்முறையைத் தீர்மானிப்பதில், தடிமனான படல கடத்தி கூழ்மத்தைத் தேர்ந்தெடுப்பது ஒரு முக்கிய காரணியாகும். இது ஒரு செயல்பாட்டு நிலை (அதாவது, 2μm-க்கும் குறைவான துகள் அளவு கொண்ட உலோகத் தூள்), ஒரு பிணைப்பு நிலை (பிணைப்பான்) மற்றும் ஒரு கரிமக் கடத்தி ஆகியவற்றால் ஆனது. பொதுவான உலோகத் தூள்களில் Au, Pt, Au/Pt, Au/Pd, Ag, Ag/Pt, Ag/Pd, Cu, Ni, Al மற்றும் W ஆகியவை அடங்கும், அவற்றுள் Ag, Ag/Pd மற்றும் Cu கூழ்மங்கள் மிகவும் பொதுவானவை. பிணைப்பான் என்பது பொதுவாக கண்ணாடிப் பொருள், உலோக ஆக்சைடு அல்லது இவ்விரண்டின் கலவையாகும். பீங்கானையும் உலோகத்தையும் இணைப்பதும், தடிமனான படல கூழ்மம் அடி பீங்கானுடன் ஒட்டுவதை நிர்ணயிப்பதும் இதன் பணியாகும். தடிமனான படல கூழ்மத்தின் உற்பத்திக்கு இதுவே திறவுகோலாகும். கரிம ஊக்கியின் முக்கிய செயல்பாடு, அடுத்தடுத்த திரை அச்சிடுதலுக்குத் தயாராவதற்காக, தடிமனான படலக் கூழின் ஒரு குறிப்பிட்ட பாகுத்தன்மையைப் பராமரிக்கும் அதே வேளையில், செயல்பாட்டுக் கட்டத்தையும் பிணைப்புக் கட்டத்தையும் சிதறடிப்பதாகும். இது உருகுதல் செயல்முறையின் போது படிப்படியாக ஆவியாகும்.

நேரடிப் பிணைப்பு செம்பு (DBC)

DBC என்பது பீங்கான் பரப்புகளில் (முக்கியமாக Al2O3 மற்றும் AlN) தாமிரத் தகட்டைப் பிணைப்பதற்கான ஒரு உலோகப்பூச்சு முறையாகும். இது சிப் ஆன் போர்டு (COB) பேக்கேஜிங் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியுடன் உருவாக்கப்பட்ட ஒரு புதிய செயல்முறையாகும். இதன் அடிப்படைக் கொள்கை, தாமிரத்திற்கும் பீங்கானுக்கும் இடையில் ஆக்சிஜன் தனிமங்களை அறிமுகப்படுத்தி, பின்னர் 1065 முதல் 1083℃ வெப்பநிலையில் ஒரு Cu/O யூடெக்டிக் திரவ நிலையை உருவாக்குவதாகும். இந்த நிலை பின்னர் பீங்கான் மேட்ரிக்ஸ் மற்றும் தாமிரத் தகட்டுடன் வினைபுரிந்து CuAlO2 அல்லது Cu(AlO2)2-ஐ உருவாக்குகிறது, மேலும் இந்த இடைநிலை நிலையின் செயல்பாட்டின் கீழ், தாமிரத் தகடு மேட்ரிக்ஸுடன் பிணைக்கப்படுகிறது. AlN ஆக்சைடு அல்லாத பீங்கான் வகையைச் சேர்ந்தது என்பதால், அதன் மேற்பரப்பில் தாமிரப் பூச்சுக்கான திறவுகோல், அதன் மேற்பரப்பில் ஒரு Al2O3 இடைநிலை அடுக்கை உருவாக்குவதிலும், அந்த இடைநிலை அடுக்கின் செயல்பாட்டின் கீழ் தாமிரத் தகட்டிற்கும் அடிப்படை பீங்கானுக்கும் இடையில் திறம்பட்ட பிணைப்பை அடைவதிலும் அடங்கியுள்ளது.

நேரடி அலுமினியப் பிணைப்பு (DAB)

நேரடி அலுமினியப் பூச்சு முறையானது, திரவ நிலையில் உள்ள பீங்கான் மீது அலுமினியத்தின் நல்ல ஈரமாகும் தன்மையைப் பயன்படுத்தி, இரண்டையும் பிணைக்கிறது. வெப்பநிலை 660℃-க்கு மேல் உயரும்போது, ​​திட அலுமினியம் திரவமாகிறது. திரவ அலுமினியம் பீங்கான் மேற்பரப்பை ஈரமாக்கிய பிறகு, வெப்பநிலை குறையும்போது, ​​பீங்கான் மேற்பரப்பில் அலுமினியத்தால் வழங்கப்படும் படிகக் கருக்கள் படிகமாகி வளர்கின்றன. அறை வெப்பநிலைக்குக் குளிர்விக்கப்படும்போது, ​​இரண்டின் கலவை அடையப்படுகிறது. அலுமினியத்தின் அதிக வினைத்திறன் காரணமாக, அது அதிக வெப்பநிலையில் ஆக்சிஜனேற்றத்திற்கு உள்ளாகி, அலுமினியத் திரவத்தின் மேற்பரப்பில் இருக்கும் Al2O3 படலத்தை உருவாக்குகிறது. இது பீங்கான் மேற்பரப்பில் அலுமினியத் திரவத்தின் ஈரமாகும் தன்மையை கணிசமாகக் குறைத்து, பிணைப்பை அடைவதைக் கடினமாக்குகிறது. எனவே, பிணைப்பதற்கு முன் அது அகற்றப்பட வேண்டும் அல்லது ஆக்சிஜன் இல்லாத நிலையில் பிணைப்பு மேற்கொள்ளப்பட வேண்டும். பெங் ரோங் மற்றும் பலர் [23,27] கிராஃபைட் அச்சு வார்ப்பு முறையைப் பயன்படுத்தி, தூய உருகிய அலுமினியத்தை Al2O3 அடிமூலக்கூறு மற்றும் AlN அடிமூலக்கூறு ஆகியவற்றின் மேற்பரப்புகளில் அழுத்தத்தின் கீழ் பரப்பினர். Al2O3 படலத்தின் பாய்வுத்தன்மை இல்லாததால், அது அச்சுக்குழியிலேயே தங்கிவிட்டது. குளிர்வித்த பிறகு, நன்கு பிணைக்கப்பட்ட DAB அடித்தளம் பெறப்பட்டது.

நேரடி முலாம் பூசப்பட்ட செம்பு (DPC)

மென்படல முறை என்பது, பீங்கான்களின் மேற்பரப்பில் ஒரு உலோகப் படலத்தை உருவாக்குவதற்காக, முக்கியமாக இயற்பியல் ஆவிப் படிவு (வெற்றிட ஆவியாக்கம், காந்தத் தெறிப்பு போன்றவை) மற்றும் பிற நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தும் ஒரு செயல்முறையாகும். பின்னர், ஒரு உலோகச் சுற்றுப் படலத்தை உருவாக்குவதற்காக மறைத்தல், அரித்தல் மற்றும் பிற செயல்பாடுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவற்றுள், இயற்பியல் ஆவிப் படிவு முறையே மிகவும் பொதுவான மென்படல உற்பத்திச் செயல்முறையாகும்.