С растущей мощностью полупроводниковых чипов тенденция развития легкого веса и высокой интеграции становится все более и более очевидной, а важность рассеяния тепла становится значительным случаем, что, несомненно, выдвигает более строгие требования для упаковочных рассеянных материалов. В качестве нового материала для рассеивания тепла с высокой теплопроводности, керамика обладает высокой теплопроводности, изоляцией, теплостойкостью, механической прочностью и коэффициентом термического расширения, соответствующего чипу, и имеет заметные преимущества в поле высоких электронных компонентов упаковки и рассеяния тепла. Металлизация керамической поверхности является важной связью для практического применения керамических субстратов в области электронной упаковки мощности, и качество уровня металлизации будет напрямую влиять на срок надежности и обслуживания электронных компонентов.

1 текущий статус

1.1 Механизм металлизации

Микроструктура внутри керамики полностью отличается от микроэтажного металла, и им трудно реагировать, что затрудняет сформирование металла с эффективным смачиванием на поверхности керамики; В то же время металл нелегко эффективно диффундировать на поверхности керамики, и оба трудно твердого раствора; Коэффициент термического расширения и теплопроводность двух материалов слишком отличаются от таковых в керамике, что приводит к большому остаточному напряжению на поверхности сустава двух материалов в процессе металлизации. Следовательно, когда керамическая поверхность металлизируется, переходный уровень на границе раздела между ними стал центром различных производителей.

В настоящее время основные методы:

а Активный элемент имеет сильный механизм связывания с атомами керамических и проводящих слоев соответственно.

беременный Несколько типов вакансий в переходном слое и механизм взаимодействия электронов.

в Механизм миграции стеклянной фазы при капиллярной силе, в основном метод МО/МН

дюймовый Механизм растворения атома металла, в настоящее время воплощенный процесс, покрыт слоем серебра на поверхности керамики Al2O3 путем печати.

1.2 Организационная структура

Текущее исследование в основном фокусируется на использовании различных методов металлизации для изучения взаимосвязи между микроструктурой переходного уровня и физическими свойствами уровня металлизации в указанных параметрах процесса. Благодаря исследованиям обнаружено, что переходный слой обычно состоит из реакционного слоя, мезофазы, эвтектической структуры и интерметаллических соединений и т. Д. Морфология и распределение этих микроструктур часто определяют физические свойства переходного слоя (сила адгезии, смачиваемость, диэлектрик. Электрическая постоянная, надежность и т. Д.)

1.3 Физические свойства

Надежные физические свойства являются предпосылкой для металлизированной керамики, которая будет термически проводящей в электронных компонентах питания. В настоящее время исследование физических свойств слоев металлизации в основном включает в себя следующие аспекты:

1) прочность на растяжение (сила связывания или сила адгезии металлических и керамических частей;

2) Тепловая стабильность, диэлектрическая постоянная и поверхностная сопротивление после металлизации

3) Электрические свойства электронных устройств (нелинейный коэффициент, варисторное напряжение, ток утечки) и механические свойства и т. Д.

1.4 Новая технология и метод

Благодаря растущему применению керамического субстрата была разработана технология металлизации, и, как требуется время, появились различные новые методы, такие как алюминиевое покрытие горячего погружения, покрытие электроалета, вибрационное покрытие и так далее. В последние годы, учитывая недостатки высокой рабочей температуры, сложного процесса, длительного цикла, высокой стоимости и крупного загрязнения окружающей среды в традиционных процессах металлизации, появились некоторые новые концепции методов зеленого металлизации, такие как использование аэрозольного оружия для излучения металла частицы и создайте металл, частицы сталкиваются с керамической поверхностью на высокой скорости, тем самым перенося кинетическую энергию в

Тепло в формировании обеспечивает необходимую энергию для сочетания металла и керамики и, наконец, реализует металлизацию на поверхности керамики или с помощью ультразвукового пиночного оборудования с помощью ультразвукового выстрела, слой порошка Cu-ni-W предварительно завершен На поверхности AL2O3, а затем выполняется выстрел. Наконец, на керамической поверхности образуется составный слой металлизации Cu-Ni-W с хорошей силой связи и так далее.

2 тенденция развития

Крупномасштабное применение электронных компонентов мощности привело к появлению керамики в качестве хорошего процесса металлизации материала. Благодаря быстрому развитию электронных технологий исследователи также углубили свои исследования по металлизации керамической поверхности. Как упоминалось выше, текущее исследование керамической металлизации в основном фокусируется на физических свойствах, микроструктуре, механизме металлизации, новой технологии, популяризации и применении.

В настоящее время есть два основных способа реализации связи между керамикой и металлом. Одним из способов является подключение двух в твердом состоянии, таких как прямое осаждение меди, прямое осаждение алюминия, метод толстой пленки и так далее. Тем не менее, оказывается, что не так много металлов, которые могут быть непосредственно объединены с определенной керамикой, и часто необходимо ввести другие элементы на границе раздела между ними или достичь связи в чрезвычайно резких условиях. Другим способом является сначала сформировать металлизованную пленку на керамической поверхности в качестве переходного слоя, чтобы изменить морфологию поверхности и микроструктуру керамики, чтобы подготовиться к окончательной металлизации керамической поверхности, такой как физическое осаждение пары, химическое осаждение пара. Суть приведенного выше метода состоит в том, чтобы реализовать комбинацию керамики и металла путем установки и контроля различных параметров процесса и экспериментальных условий, чтобы увеличить смачиваемость металла на керамическую поверхность. Хотя эти два метода в значительной степени соответствуют практическому применению электронных компонентов Power, они также имеют недостатки, которые нельзя игнорировать. Традиционный процесс металлизации часто имеет высокие требования к рабочей температуре, и процесс сложный, иногда даже под защитой вакуума или инертного газа.

Он может быть завершен только под защитой, что делает процесс металлизации более трудоемким, и стоимость значительно увеличивается. А в фактическом производственном процессе будет создано большое количество вредных веществ, что не способствует защите окружающей среды. Кроме того, эти два метода также сформируют большое остаточное напряжение на поверхности связывания металла и керамики, которая легко вызвать растрескивание раздела и даже образовывать микрохоловки на поверхности керамики. Таким образом, изучение и инновация новых методов и методов керамической металлизации станет еще одним важным направлением исследования керамической металлизации.