SonrasındaseramikSeramik alt tabaka sinterlenip şekillendirildikten sonra, yüzeyinin metalize edilmesi ve ardından görüntü transferi yoluyla yüzey deseninin oluşturulması gerekir; bu sayede seramik alt tabakanın elektriksel bağlantı performansı elde edilir. Yüzey metalizasyonu, seramik alt tabakaların üretiminde çok önemli bir adımdır. Çünkü yüksek sıcaklıklarda metallerin seramik yüzeylere yapışma yeteneği, metaller ve seramikler arasındaki bağ kuvvetini belirler. İyi bir bağ kuvveti, LED paketleme performansının kararlılığı için önemli bir güvencedir. Şu anda, seramik yüzeylerde yaygın olarak kullanılan metalizasyon yöntemleri kabaca birkaç forma ayrılabilir: birlikte yakma yöntemleri (HTCC ve LTCC), kalın film yöntemi (TFC), doğrudan bakır biriktirme yöntemi (DBC), doğrudan alüminyum biriktirme yöntemi (DBA) ve ince film yöntemi (DPC).
Birlikte Pişirme Yöntemi (HTCC/LTCC)
İki tür birlikte pişirme yöntemi vardır: biri yüksek sıcaklıkta birlikte pişirme (HTCC), diğeri ise düşük sıcaklıkta birlikte pişirme (LTCC). Her ikisinin de işlem akışları temelde aynıdır. Ana üretim işlem akışları arasında bulamaç hazırlama, döküm ve şerit oluşturma, ham gövdelerin kurutulması, delik açma, serigrafi baskı ve delik doldurma, serigrafi baskı devreleri, katmanlama ve sinterleme ile son dilimleme ve diğer işlem sonrası süreçler yer almaktadır. Alümina tozu, organik bağlayıcılarla karıştırılarak bir bulamaç oluşturulur ve daha sonra bulamaç, bir sıyırıcı ile levhalar haline getirilir. Kurutulduktan sonra, seramik bir ham gövde oluşturulur [10]. Daha sonra, tasarım gereksinimlerine göre, ham gövde üzerinde delikler açılır ve metal tozu ile doldurulur. Ham gövdenin yüzeyi, serigrafi baskı teknolojisi ile bir çizgi deseni ile kaplanır. Son olarak, her katmanın ham gövdeleri üst üste istiflenir ve birbirine preslenir, ardından birlikte pişirme fırınında sinterlenir ve şekillendirilir. İki birlikte pişirme yönteminin süreçleri kabaca aynı olsa da, sinterleme sıcaklıkları büyük ölçüde farklılık gösterir. HTCC için birlikte pişirme sıcaklığı 1300 ila 1600℃ iken, LTCC için sinterleme sıcaklığı 850 ila 900℃'dir. Bu farkın temel nedeni, LTCC sinterleme bulamacının, HTCC birlikte pişirilmiş bulamacında bulunmayan ve sinterleme sıcaklığını düşürebilen cam malzemeler içermesidir. Cam malzemeler sinterleme sıcaklığını düşürebilse de, alt tabakanın termal iletkenliğinde önemli bir azalmaya yol açarlar.
Kalın Film Seramik (TFC)
Kalın film yöntemi, iletken macunun serigrafi baskı yöntemiyle doğrudan seramik alt tabakaya kaplandığı ve ardından metal tabakanın yüksek sıcaklıkta sinterleme yoluyla seramik alt tabakaya sıkıca yapıştırıldığı bir üretim sürecini ifade eder. Kalın film iletken macununun seçimi, kalın film işlemini belirlemede kilit bir faktördür. Fonksiyonel bir fazdan (yani, parçacık boyutu 2 μm'den küçük metal tozu), bir bağlayıcı fazdan (bağlayıcı) ve organik bir taşıyıcıdan oluşur. Yaygın metal tozları arasında Au, Pt, Au/Pt, Au/Pd, Ag, Ag/Pt, Ag/Pd, Cu, Ni, Al ve W bulunur; bunların arasında Ag, Ag/Pd ve Cu macunları en yaygın olanlardır. Bağlayıcı genellikle cam malzeme, metal oksit veya her ikisinin karışımıdır. İşlevi, seramik ve metali birbirine bağlamak ve kalın film macununun temel seramiğe yapışmasını belirlemektir. Kalın film macununun üretiminde kilit noktadır. Organik taşıyıcının temel işlevi, fonksiyonel fazı ve bağlayıcı fazı dağıtırken, daha sonraki serigrafi baskı işlemine hazırlık için kalın film bulamacının belirli bir viskozitesini korumaktır. Sinterleme işlemi sırasında kademeli olarak buharlaşacaktır.
Doğrudan Bağlı Bakır (DBC)
DBC, seramik yüzeylere (esas olarak Al2O3 ve AlN) bakır folyo yapıştırmak için kullanılan bir metalizasyon yöntemidir. Çip üstü paketleme (COB) teknolojisinin yükselişiyle geliştirilen yeni bir prosestir. Temel prensip, Cu ve seramik arasına oksijen elementleri eklemek ve ardından 1065 ila 1083℃'de bir Cu/O ötektik sıvı fazı oluşturmaktır. Bu faz daha sonra seramik matris ve bakır folyo ile reaksiyona girerek CuAlO2 veya Cu(AlO2)2 oluşturur ve ara fazın etkisi altında bakır folyo matrise bağlanır. AlN oksit olmayan seramiklere ait olduğundan, yüzeyinde bakır kaplamanın anahtarı, yüzeyinde bir Al2O3 geçiş tabakası oluşturmak ve geçiş tabakasının etkisi altında bakır folyo ile temel seramik arasında etkili bir bağ elde etmektir.
Doğrudan Alüminyum Bağlı (DAB)
Doğrudan alüminyum kaplama yöntemi, sıvı haldeki alüminyumun seramiklere olan iyi ıslatılabilirliğinden yararlanarak ikisinin bağlanmasını sağlar. Sıcaklık 660℃'nin üzerine çıktığında, katı alüminyum sıvılaşır. Sıvı alüminyum seramik yüzeyi ıslattıktan sonra, sıcaklık düştükçe, seramik yüzeyinde alüminyum tarafından sağlanan kristal çekirdekleri kristalleşir ve büyür. Oda sıcaklığına soğutulduğunda, ikisinin birleşimi sağlanır. Alüminyumun yüksek reaktivitesi nedeniyle, yüksek sıcaklıklarda oksitlenmeye eğilimlidir ve alüminyum sıvısının yüzeyinde bulunan bir Al2O3 filmi oluşturur; bu da alüminyum sıvısının seramik yüzeyindeki ıslatılabilirliğini önemli ölçüde azaltır ve bağlanmayı zorlaştırır. Bu nedenle, bağlanmadan önce bu film çıkarılmalı veya bağlanma oksijensiz koşullar altında gerçekleştirilmelidir. Peng Rong ve ark. [23,27], saf erimiş alüminyumu basınç altında Al2O3 alt tabakası ve AlN alt tabakasının yüzeylerine yaymak için grafit kalıp döküm yöntemini benimsemiştir. Al2O3 filminin akışkanlığının olmaması nedeniyle, kalıp boşluğunda kaldı. Soğuduktan sonra, iyi yapışmış bir DAB alt tabakası elde edildi.
Doğrudan Kaplama Bakır (DPC)
İnce film yöntemi, esas olarak fiziksel buhar biriktirme (vakum buharlaştırma, manyetik püskürtme vb.) ve diğer teknikleri kullanarak seramik yüzeyinde metal bir tabaka oluşturmayı ve ardından maskeleme, aşındırma ve diğer işlemlerle metal devre tabakası oluşturmayı içeren bir işlemdir. Bunlar arasında, fiziksel buhar biriktirme en yaygın ince film üretim yöntemidir.
Yayın tarihi: 16 Temmuz 2025