Keramik-Substrat-Leiterplatten-Herstellung
Herstellung von Leiterplatten mit Keramiksubstrat. Herstellung von mehrschichtigen Keramik-Leiterplatten, Unter Keramiksubstrat versteht man eine spezielle Prozessplatte, bei der Kupferfolie direkt auf die Oberfläche geklebt wird (einseitig oder doppelseitig) aus Aluminiumoxid (AL2O3) oder Aluminiumnitrid (AlN) Keramiksubstrat bei hoher Temperatur. Im Vergleich zu herkömmlichen FR-4- oder Aluminiumsubstraten, Das hergestellte ultradünne Verbundsubstrat weist eine hervorragende elektrische Isolationsleistung auf, hohe Wärmeleitfähigkeit, ausgezeichnete Weichlötbarkeit und hohe Haftfestigkeit, und es können verschiedene Grafiken wie die Leiterplatte geätzt werden, mit großer Strombelastbarkeit. Es ist für Produkte mit hoher Wärmeentwicklung geeignet (Hochleistungs-LED, Sonnenenergie), und seine ausgezeichnete Wetterbeständigkeit eignet sich besser für raue Außenumgebungen.
Welche Arten von Keramiksubstraten gibt es??
1. Je nach Material
1). AL2O3: Bis jetzt, Das Aluminiumoxidsubstrat ist das am häufigsten verwendete Substratmaterial in der Elektronikindustrie, wegen seiner mechanischen, Thermal-, und elektrischen Eigenschaften im Vergleich zu den meisten anderen Oxidkeramiken, Es weist eine hohe Festigkeit und chemische Stabilität auf, und ist reich an Rohstoffen. Es eignet sich für verschiedene technische Fertigungen und unterschiedliche Formen.
2). BeO: Es hat eine höhere Wärmeleitfähigkeit als metallisches Aluminium und wird in Anwendungen verwendet, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit erfordern, aber die Temperatur sinkt danach schnell 300 ℃. Das Wichtigste ist, dass seine Toxizität seine Entwicklung einschränkt.
3). AlN: Es gibt zwei sehr wichtige Eigenschaften von AlN, die es zu beachten gilt: Eine davon ist die hohe Wärmeleitfähigkeit, und der andere ist der Expansionskoeffizient, der zu Si passt. Der Nachteil besteht darin, dass selbst dann eine sehr dünne Oxidschicht auf der Oberfläche vorhanden ist, es wird die Wärmeleitfähigkeit beeinflussen. Nur durch eine strenge Kontrolle der Materialien und Prozesse können wir ein AlN-Substrat mit guter Konsistenz herstellen. Derzeit, im Vergleich zum AI2O3, Der Preis von AlN ist relativ hoch, Dies ist auch ein kleiner Engpass, der seine Entwicklung einschränkt. Jedoch, wenn sich die Wirtschaft verbessert und die Technologie verbessert wird, Dieser Engpass wird irgendwann verschwinden.
Basierend auf den oben genannten Gründen, Es ist bekannt, dass Aluminiumoxidkeramiken auf dem Gebiet der Mikroelektronik immer noch eine dominierende Stellung einnehmen, Leistungselektronik, Hybride Mikroelektronik, und Leistungsmodule aufgrund ihrer überlegenen Gesamtleistung, und sind weit verbreitet.
2. Je nach Herstellungsverfahren
1).HTCC (Mitgebrannte Hochtemperaturkeramik)
HTCC wird auch als bei hoher Temperatur gemeinsam gebrannte Mehrschichtkeramik bezeichnet. Der Herstellungsprozess ist dem von LTCC sehr ähnlich. Der Hauptunterschied besteht darin, dass das Keramikpulver von HTCC nicht zu Glasmaterialien hinzugefügt wird. daher, HTCC muss bei einer hohen Temperatur getrocknet und gehärtet werden 1300 ~ 1600 ℃. Aufgrund seiner hohen Co-Firing-Temperatur, Die Auswahl an metallischen Leitermaterialien ist begrenzt. Aufgrund seiner hohen Co-Firing-Temperatur, Die Auswahl an metallischen Leitermaterialien ist begrenzt. Die Hauptmaterialien sind Wolfram, Molybdän, Mangan, usw., die einen hohen Schmelzpunkt, aber eine schlechte Leitfähigkeit haben, und werden schließlich in Form laminiert und gesintert.
2).LTCC (Bei niedriger Temperatur gemeinsam gebrannte Keramik)
LTCC wird auch als bei niedriger Temperatur gemeinsam gebranntes mehrschichtiges Keramiksubstrat bezeichnet. Diese Technologie muss zunächst anorganisches Aluminiumoxidpulver mit etwa mischen 30% ~ 50% Glasmaterial mit einem organischen Bindemittel, um es gleichmäßig zu einer schlammartigen Aufschlämmung zu vermischen. Schaben Sie die Aufschlämmung mit einem Schaber zu einer Platte ab, und dann durch einen Trocknungsprozess ein dünnes Stück des grünen Embryos formen, Und dann bohren Sie Löcher entsprechend dem Design jeder Schicht als Signalübertragung jeder Schicht. Der interne Schaltkreis von LTCC nutzt Siebdrucktechnologie, um Löcher zu füllen bzw. Schaltkreise auf den grünen Embryo zu drucken. Die Innen- und Außenelektroden können aus Silber bestehen, Kupfer, Gold bzw. andere Metalle. Die Vervollständigung kann durch Sintern in einem Sinterofen erfolgen 850 ~ 900 ℃.
3) DBC (Direkt gebundenes Kupfer)
Die Direct Bonded Copper-Technologie nutzt die sauerstoffhaltige eutektische Kupferlösung, um Kupfer direkt auf der Keramik abzuscheiden. Das Grundprinzip besteht darin, vor oder während des Abscheidungsprozesses eine angemessene Menge Sauerstoff zwischen Kupfer und Keramik einzubringen. Im Bereich von 1065 ℃ ~ 1083 ℃, Kupfer und Sauerstoff bilden eine eutektische Cu-O-Flüssigkeit. Die DBC-Technologie nutzt diese eutektische Flüssigkeit, um chemisch mit dem Keramiksubstrat zu reagieren und CuAlO2 oder CuAl2O4 zu erzeugen. Auch, Es infiltriert die Kupferfolie, um die Verbindung des Keramiksubstrats und der Kupferplatte zu erreichen.
4).DPC (Direktes Plattenkupfer)
DPC wird auch als direkt verkupfertes Substrat bezeichnet. Nehmen Sie als Beispiel die DPC-Substrattechnologie: Erste, Das Keramiksubstrat wird vorbearbeitet und gereinigt, und es wird mithilfe der professionellen Filmherstellungstechnologie-Vakuumbeschichtungsmethode gesputtert und mit der Kupfer-Metall-Verbundschicht auf dem Keramiksubstrat verbunden, und dann wird der Fotolack mit Gelblichtlithographie erneut belichtet, entwickelt, geätzt, und der Filmentfernungsprozess ist abgeschlossen. Endlich Linienherstellung, Durch die Galvanisierung wird die Dicke des Schaltkreises erhöht / stromlose galvanische Abscheidung. Nachdem der Fotolack entfernt wurde, Der Metallisierungskreis ist fertiggestellt.
5). LAM (Laseraktivierungsmetallisierung)
Verwendung eines hochenergetischen Laserstrahls zur Ionisierung von Keramik und Metall, Lass sie zusammenwachsen, damit sie fest zusammenhalten.
Eigenschaften von LAM-Produkten:
A. Höhere Wärmeleitfähigkeit
B. Besser abgestimmter Wärmeausdehnungskoeffizient
C. Der Metallfilm mit geringerem Widerstand
D. Die Lötbarkeit des Substrats ist gut, und die Gebrauchstemperatur ist hoch
e. Gute Isolierung
F. Die Dicke der leitfähigen Schicht kann im Bereich von 1 μm bis 1 mm angepasst werden
G. Niederfrequenzverlust
H. Eine Montage mit hoher Dichte ist möglich
ich. Frei von Bio-Zutaten
J. Die Kupferschicht enthält keine Oxidschicht
k. Dreidimensionales Substrat & Dreidimensionale Verkabelung
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