अर्धचालक चिप्स की बढ़ती शक्ति के साथ, हल्के वजन और उच्च एकीकरण की विकास प्रवृत्ति अधिक से अधिक स्पष्ट हो रही है, और गर्मी अपव्यय का महत्व महत्वपूर्ण मामला बन रहा है, जो निस्संदेह पैकेजिंग गर्मी विघटन सामग्री के लिए अधिक कठोर आवश्यकताओं को आगे बढ़ाता है। उच्च तापीय चालकता के साथ एक नई गर्मी अपव्यय सामग्री के रूप में, सिरेमिक में उच्च तापीय चालकता, इन्सुलेशन, गर्मी प्रतिरोध, यांत्रिक शक्ति और थर्मल विस्तार गुणांक चिप से मेल खाता है, और उच्च-शक्ति वाले इलेक्ट्रॉनिक घटकों की पैकेजिंग और हीट अपव्यय के क्षेत्र में प्रमुख लाभ हैं। सिरेमिक सतह धातुकरण पावर इलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग के क्षेत्र में सिरेमिक सब्सट्रेट के व्यावहारिक अनुप्रयोग के लिए एक महत्वपूर्ण कड़ी है, और धातुकरण परत की गुणवत्ता सीधे बिजली इलेक्ट्रॉनिक घटकों की विश्वसनीयता और सेवा जीवन को प्रभावित करेगी।

1 वर्तमान स्थिति

1.1 धातुकरण तंत्र

सिरेमिक के अंदर का माइक्रोस्ट्रक्चर धातु से पूरी तरह से अलग है, और दोनों के लिए प्रतिक्रिया करना मुश्किल है, जिससे धातु के लिए सिरेमिक की सतह पर प्रभावी गीला करना मुश्किल हो जाता है; इसी समय, धातु को सिरेमिक की सतह पर प्रभावी ढंग से फैलाना आसान नहीं है, और दोनों ठोस समाधान के लिए मुश्किल हैं; दो सामग्रियों की थर्मल विस्तार गुणांक और थर्मल चालकता मिट्टी के पात्र से बहुत अलग है, जिसके परिणामस्वरूप धातुकरण प्रक्रिया के दौरान दो सामग्रियों की संयुक्त सतह पर एक बड़ा अवशिष्ट तनाव होता है। इसलिए, जब सिरेमिक सतह को धातु की ओर ले जाया जाता है, तो दोनों के बीच इंटरफ़ेस पर संक्रमण परत विभिन्न निर्माताओं का ध्यान केंद्रित हो गया है।

वर्तमान में, मुख्य तरीके:

एक। सक्रिय तत्व में क्रमशः सिरेमिक और प्रवाहकीय परतों के परमाणुओं के साथ एक मजबूत संबंध तंत्र होता है।

बी। संक्रमण परत और इलेक्ट्रॉनों के इंटरैक्शन तंत्र में कई प्रकार की रिक्तियां।

सी। केशिका बल के तहत ग्लास चरण का प्रवासन तंत्र, मुख्य रूप से एमओ/एमएन विधि

डी। धातु परमाणु विघटन का तंत्र, वर्तमान में सन्निहित प्रक्रिया, स्क्रीन प्रिंटिंग द्वारा Al2O3 सिरेमिक की सतह पर चांदी की परत के साथ लेपित है।

1.2 संगठनात्मक संरचना

वर्तमान शोध मुख्य रूप से संक्रमण परत के माइक्रोस्ट्रक्चर और निर्दिष्ट प्रक्रिया मापदंडों के तहत धातुकरण परत के भौतिक गुणों के बीच संबंधों का अध्ययन करने के लिए विभिन्न धातुकरण विधियों का उपयोग करने पर केंद्रित है। अनुसंधान के माध्यम से, यह पाया जाता है कि संक्रमण परत आमतौर पर प्रतिक्रिया परत, मेसोफेज़, यूटेक्टिक संरचना और इंटरमेटैलिक यौगिकों, आदि से बना होती है विद्युत स्थिरांक, विश्वसनीयता, आदि)

1.3 भौतिक गुण

विश्वसनीय भौतिक गुण धातु के इलेक्ट्रॉनिक घटकों में थर्मली प्रवाहकीय होने के लिए धातु के सिरेमिक के लिए एक शर्त है। वर्तमान में, धातुकरण परतों के भौतिक गुणों पर शोध में मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलू शामिल हैं:

1) तन्यता ताकत (धातु और सिरेमिक भागों के बंधन बल या आसंजन बल;

2) थर्मल स्थिरता, ढांकता हुआ निरंतर और सतह प्रतिरोध धातुकरण के बाद

3) इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के विद्युत गुण (गैर-रैखिक गुणांक, वेरिस्टर वोल्टेज, रिसाव वर्तमान) और यांत्रिक गुण, आदि।

1.4 नई तकनीक और विधि

सिरेमिक सब्सट्रेट के बढ़ते अनुप्रयोग के साथ, धातुकरण प्रौद्योगिकी को और विकसित किया गया है, और विभिन्न नए तरीकों के रूप में समय की आवश्यकता के रूप में उभरा है, जैसे कि हॉट डिप एल्यूमीनियम चढ़ाना, इलेक्ट्रोलस प्लेटिंग, कंपन चढ़ाना और इतने पर। हाल के वर्षों में, उच्च ऑपरेटिंग तापमान, जटिल प्रक्रिया, लंबी चक्र, उच्च लागत, और पारंपरिक धातुकरण प्रक्रियाओं में बड़े पर्यावरणीय प्रदूषण के नुकसान के मद्देनजर, हरे रंग की धातुकरण विधियों की कुछ नई अवधारणाएं सामने आई हैं, जैसे कि धातु का उत्सर्जन करने के लिए स्प्रे गन का उपयोग करना कण और धातु बनाते हैं कण उच्च गति से सिरेमिक सतह से टकराते हैं, जिससे गतिज ऊर्जा को स्थानांतरित किया जाता है

गठन की गर्मी धातु और सिरेमिक के संयोजन के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करती है, और अंत में सिरेमिक की सतह पर धातुकरण का एहसास करती है, या अल्ट्रासोनिक-असिस्टेड शॉट पीनिंग उपकरणों का उपयोग करके, क्यू-नी-डब्ल्यू पाउडर की एक परत पूर्व-निर्धारित है। Al2O3 की सतह पर, और फिर शॉट पीनिंग का प्रदर्शन किया जाता है। अंत में, एक Cu-ni-W समग्र धातुकरण परत के साथ अच्छा संबंध बल सिरेमिक सतह और इतने पर बनता है।

2 विकास की प्रवृत्ति

पावर इलेक्ट्रॉनिक घटकों के बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग ने एक अच्छी गर्मी-अवसाद सामग्री धातुकरण प्रक्रिया के रूप में सिरेमिक के आगमन को जन्म दिया है। इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी के तेजी से विकास के साथ, शोधकर्ताओं ने सिरेमिक सतह धातुकरण पर अपने शोध को भी गहरा कर दिया है। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, सिरेमिक धातुकरण पर वर्तमान शोध मुख्य रूप से भौतिक गुणों, माइक्रोस्ट्रक्चर, धातुकरण तंत्र, नई तकनीक और लोकप्रियकरण और अनुप्रयोग पर केंद्रित है।

वर्तमान में, सिरेमिक और धातु के बीच संबंध को महसूस करने के दो मुख्य तरीके हैं। एक तरीका यह है कि दोनों को ठोस अवस्था में जोड़ना है, जैसे कि प्रत्यक्ष तांबे के बयान, प्रत्यक्ष एल्यूमीनियम जमाव, मोटी फिल्म विधि और इतने पर। हालांकि, यह पता चला है कि कई धातुएं नहीं हैं जिन्हें सीधे एक विशिष्ट सिरेमिक के साथ जोड़ा जा सकता है, और दोनों के बीच इंटरफ़ेस में अन्य तत्वों को पेश करना अक्सर आवश्यक होता है या बेहद कठोर परिस्थितियों में बॉन्डिंग प्राप्त करने के लिए। एक और तरीका यह है कि पहले सिरेमिक सतह पर एक धातु की सतह पर एक धातु की परत के रूप में एक संक्रमण की परत के रूप में बनाया जाए, जो सिरेमिक सतह के अंतिम धातुकरण के लिए तैयार करने के लिए सिरेमिक की सतह आकृति विज्ञान और माइक्रोस्ट्रक्चर को बदलने के लिए है, जैसे कि भौतिक वाष्प जमाव, रासायनिक वाष्प जमाव प्रतीक्षा। उपरोक्त विधि का सार सिरेमिक और धातु के संयोजन को महसूस करना है कि विभिन्न प्रक्रिया मापदंडों और प्रयोगात्मक स्थितियों को सेट करके सिरेमिक सतह पर धातु की वक्त क्षमता बढ़ाने के लिए। यद्यपि ये दो तरीके काफी हद तक पावर इलेक्ट्रॉनिक घटकों के व्यावहारिक अनुप्रयोग को पूरा करते हैं, लेकिन उनके पास कमियां भी हैं जिन्हें अनदेखा नहीं किया जा सकता है। पारंपरिक धातुकरण प्रक्रिया में अक्सर ऑपरेटिंग तापमान पर उच्च आवश्यकताएं होती हैं, और प्रक्रिया जटिल होती है, कभी -कभी वैक्यूम या अक्रिय गैस के संरक्षण में भी।

यह केवल सुरक्षा के तहत पूरा किया जा सकता है, जो धातुकरण प्रक्रिया को अधिक समय लेने वाली और लागत में बहुत वृद्धि करता है। और वास्तविक उत्पादन प्रक्रिया में, बड़ी मात्रा में हानिकारक पदार्थों का उत्पादन किया जाएगा, जो पर्यावरण संरक्षण के लिए अनुकूल नहीं है। इसके अलावा, ये दो तरीके धातु और सिरेमिक की बंधन सतह पर एक बड़ा अवशिष्ट तनाव भी बनाएंगे, जो इंटरफ़ेस क्रैकिंग का कारण बनाना आसान है, और यहां तक ​​कि सिरेमिक की सतह पर माइक्रो-क्रैक भी बनाते हैं। इसलिए, नई तकनीकों और सिरेमिक धातुकरण के तरीकों की खोज और नवाचार करना सिरेमिक धातुकरण का एक और महत्वपूर्ण अनुसंधान दिशा होगी।