Met de toenemende kracht van halfgeleiderchips, wordt de ontwikkelingstrend van lichtgewicht en hoge integratie steeds duidelijker, en het belang van warmtedissipatie is een belangrijk geval geworden, dat ongetwijfeld strengere vereisten stelt voor het verpakken van warmte -dissipatiematerialen. Als nieuw warmtedissipatiemateriaal met een hoge thermische geleidbaarheid heeft keramiek een hoge thermische geleidbaarheid, isolatie, hittebestendigheid, mechanische sterkte en thermische expansiecoëfficiënt die overeenkomt met de chip, en heeft prominente voordelen op het gebied van krachtige elektronische componentenverpakking en warmtedissipatie. Keramische oppervlaktemetallisatie is een belangrijke link voor de praktische toepassing van keramische substraten op het gebied van elektronische verpakkingen van stroom, en de kwaliteit van de metallisatielaag heeft direct invloed op de betrouwbaarheid en de levensduur van elektronische componenten van stroom.

1 huidige status

1.1 Metallisatiemechanisme

De microstructuur in het keramiek is volledig anders dan die van het metaal, en het is moeilijk voor de twee om te reageren, waardoor het voor het metaal moeilijk is om effectieve bevochtiging op het oppervlak van het keramiek te vormen; Tegelijkertijd is het metaal niet gemakkelijk om effectief te diffunderen op het oppervlak van het keramiek, en de twee zijn moeilijk tot vaste oplossing; De thermische expansiecoëfficiënt en thermische geleidbaarheid van de twee materialen verschillen te verschillen van die van keramiek, wat resulteert in een grote restspanning op het gewrichtsoppervlak van de twee materialen tijdens het metallisatieproces. Daarom, wanneer het keramische oppervlak wordt gemetalliseerd, is de overgangslaag op het interface tussen de twee de focus geworden van verschillende fabrikanten.

Momenteel de belangrijkste methoden:

A. Het actieve element heeft een sterk bindingsmechanisme met respectievelijk de atomen van de keramische en geleidende lagen.

B. Verschillende soorten vacatures in de overgangslaag en het interactiemechanisme van elektronen.

C. Het migratiemechanisme van de glasfase onder capillaire kracht, voornamelijk de Mo/Mn -methode

D. Mechanisme van metaalatoomoplossing, het momenteel belichaamde proces, is bedekt met zilveren laag op het oppervlak van Al2O3 -keramiek door schermafdrukken.

1.2 Organisatiestructuur

Het huidige onderzoek is vooral gericht op het gebruik van verschillende metallisatiemethoden om de relatie tussen de microstructuur van de overgangslaag en de fysische eigenschappen van de metallisatielaag onder de opgegeven procesparameters te bestuderen. Door onderzoek is gebleken dat de overgangslaag meestal bestaat uit reactielaag, mesofase, eutectische structuur en intermetallische verbindingen, enz. elektrische constante, betrouwbaarheid, enz.)

1.3 Fysieke eigenschappen

Betrouwbare fysische eigenschappen zijn een voorwaarde voor gemetalliseerd keramiek om thermisch geleidend te zijn in elektronische componenten van stroom. Momenteel omvat het onderzoek naar de fysieke eigenschappen van metallisatielagen voornamelijk de volgende aspecten:

1) treksterkte (bindkracht of hechtingskracht van metaal en keramische delen;

2) Thermische stabiliteit, diëlektrische constante en oppervlakteweerstand na metallisatie

3) Elektrische eigenschappen van elektronische apparaten (niet-lineaire coëfficiënt, varistorspanning, lekstroom) en mechanische eigenschappen, enz.

1.4 Nieuwe technologie en methode

Met de toenemende toepassing van keramisch substraat is de metallisatietechnologie verder ontwikkeld en zijn verschillende nieuwe methoden naar voren gekomen zoals de tijden vereisen, zoals het hot dip -aluminiumplaten, elimplosess plating, trillingsplating enzovoort. In de afgelopen jaren, gezien de nadelen van hoge bedrijfstemperatuur, complex proces, lange cyclus, hoge kosten en grote milieuvervuiling in traditionele metallisatieprocessen, zijn er enkele nieuwe concepten van groene metallisatiemethoden ontstaan, zoals het gebruik van spuitpistolen om metaal uit te zenden deeltjes en maak metaal de deeltjes botsen met het keramische oppervlak met hoge snelheid, waardoor kinetische energie wordt overgedragen aan

De formatiewarmte biedt de nodige energie voor de combinatie van metaal en keramiek, en realiseert uiteindelijk de metallisatie op het oppervlak van de keramiek, of door het gebruik van ultrasoon ondersteunde shot peeningapparatuur, een laag Cu-ni-W poeder is vooraf vastgesteld Op het oppervlak van Al2O3 en vervolgens wordt geschoten peening uitgevoerd. Ten slotte wordt een Cu-Ni-W composietmetallisatielaag met een goede bindkracht gevormd op het keramische oppervlak enzovoort.

2 Ontwikkelingstrend

De grootschalige toepassing van elektronische componenten van stroom heeft geleid tot de komst van keramiek als een goed metallisatieproces voor warmte-dissipatiemateriaal. Met de snelle ontwikkeling van elektronische technologie hebben onderzoekers ook hun onderzoek naar keramische oppervlaktemetallisatie verdiept. Zoals hierboven vermeld, richt het huidige onderzoek naar keramische metallisatie zich voornamelijk op fysische eigenschappen, microstructuur, metallisatiemechanisme, nieuwe technologie en popularisatie en toepassing.

Momenteel zijn er twee belangrijke manieren om het verband tussen keramiek en metaal te realiseren. Een manier is om de twee in vaste toestand aan te sluiten, zoals directe koperen depositie, directe aluminiumafzetting, dikke filmmethode enzovoort. Het blijkt echter dat er niet veel metalen zijn die direct kunnen worden gecombineerd met een specifiek keramiek, en het is vaak noodzakelijk om andere elementen op het interface tussen de twee te introduceren of om binding te bereiken onder extreem harde omstandigheden. Een andere manier is om eerst een gemetalliseerde film op het keramische oppervlak te vormen als een overgangslaag om de oppervlaktemorfologie en microstructuur van het keramiek te veranderen om zich voor te bereiden op de uiteindelijke metallisatie van het keramische oppervlak, zoals fysieke dampafzetting, chemische dampafzetting wachten. De essentie van de bovenstaande methode is om de combinatie van keramiek en metaal te realiseren door verschillende procesparameters en experimentele omstandigheden in te stellen en te regelen om de bevochtigbaarheid van het metaal naar het keramische oppervlak te vergroten. Hoewel deze twee methoden in grote mate de praktische toepassing van elektronische componenten van stroom voldoen, hebben ze ook tekortkomingen die niet kunnen worden genegeerd. Het traditionele metallisatieproces heeft vaak hoge vereisten voor de bedrijfstemperatuur en het proces is ingewikkeld, soms zelfs onder de bescherming van vacuüm of inert gas.

Het kan alleen worden voltooid onder de bescherming, waardoor het metallisatieproces meer tijdrovend wordt en de kosten sterk stijgen. En in het werkelijke productieproces zal een grote hoeveelheid schadelijke stoffen worden geproduceerd, die niet bevorderlijk is voor de bescherming van het milieu. Bovendien zullen deze twee methoden ook een grote restspanning vormen op het bindoppervlak van het metaal en het keramiek, dat gemakkelijk te veroorzaken interface-kraken, en zelfs micro-cracks op het oppervlak van het keramiek vormen. Daarom zal het verkennen en innoveren van nieuwe technieken en methoden van keramische metallisatie een andere belangrijke onderzoeksrichting van keramische metallisatie zijn.