ด้วยพลังที่เพิ่มขึ้นของชิปเซมิคอนดักเตอร์แนวโน้มการพัฒนาของน้ำหนักเบาและการบูรณาการที่สูงกำลังชัดเจนมากขึ้นเรื่อย ๆ และความสำคัญของการกระจายความร้อนได้กลายเป็นกรณีที่สำคัญซึ่งทำให้ข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้นสำหรับวัสดุการกระจายความร้อนบรรจุภัณฑ์ ในฐานะที่เป็นวัสดุการกระจายความร้อนใหม่ที่มีค่าการนำความร้อนสูงเซรามิกมีค่าการนำความร้อนสูงฉนวนกันความร้อนความต้านทานความร้อนความแข็งแรงเชิงกลและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่ตรงกับชิปและมีข้อได้เปรียบที่โดดเด่นในด้านการบรรจุส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์พลังงานสูงและการกระจายความร้อน การสร้างพื้นผิวเซรามิกเป็นลิงค์ที่สำคัญสำหรับการใช้งานจริงของสารตั้งต้นเซรามิกในสาขาบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์พลังงานและคุณภาพของชั้นโลหะจะส่งผลโดยตรงต่อความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์พลังงาน

1 สถานะปัจจุบัน

1.1 กลไกการตรวจสอบ

โครงสร้างจุลภาคภายในเซรามิกนั้นแตกต่างจากโลหะอย่างสิ้นเชิงและเป็นเรื่องยากสำหรับทั้งสองที่จะทำปฏิกิริยาซึ่งทำให้โลหะเป็นเรื่องยากที่จะทำให้เกิดการเปียกบนพื้นผิวของเซรามิก ในขณะเดียวกันโลหะก็ไม่ง่ายที่จะกระจายอย่างมีประสิทธิภาพบนพื้นผิวของเซรามิกและทั้งสองก็ยากที่จะแก้ปัญหาที่เป็นของแข็ง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนและค่าการนำความร้อนของวัสดุทั้งสองนั้นแตกต่างจากเซรามิกส์มากเกินไปส่งผลให้เกิดความเครียดที่เหลืออยู่บนพื้นผิวข้อต่อของวัสดุทั้งสองในระหว่างกระบวนการโลหะ ดังนั้นเมื่อพื้นผิวเซรามิกถูกทำให้เป็นโลหะชั้นการเปลี่ยนผ่านที่ส่วนต่อประสานระหว่างทั้งสองได้กลายเป็นจุดสนใจของผู้ผลิตหลายราย

ปัจจุบันวิธีการหลัก:

. องค์ประกอบที่ใช้งานมีกลไกการเชื่อมที่แข็งแกร่งกับอะตอมของชั้นเซรามิกและตัวนำตามลำดับ

ข. ตำแหน่งงานว่างหลายประเภทในชั้นการเปลี่ยนผ่านและกลไกการโต้ตอบของอิเล็กตรอน

ค. กลไกการย้ายถิ่นของเฟสแก้วภายใต้แรงของเส้นเลือดฝอยส่วนใหญ่เป็นวิธี MO/MN

d. กลไกของการสลายตัวของอะตอมโลหะซึ่งเป็นกระบวนการที่เป็นตัวเป็นตนในปัจจุบันถูกเคลือบด้วยชั้นเงินบนพื้นผิวของเซรามิก Al2O3 โดยการพิมพ์หน้าจอ

1.2 โครงสร้างองค์กร

การวิจัยในปัจจุบันส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การใช้วิธีการโลหะที่แตกต่างกันเพื่อศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างจุลภาคของเลเยอร์การเปลี่ยนแปลงและคุณสมบัติทางกายภาพของเลเยอร์โลหะภายใต้พารามิเตอร์กระบวนการที่ระบุ จากการวิจัยพบว่าชั้นการเปลี่ยนภาพมักจะประกอบด้วยเลเยอร์ปฏิกิริยา, mesophase, โครงสร้างยูเทคติกและสารประกอบ intermetallic ฯลฯ สัณฐานวิทยาและการกระจายของโครงสร้างจุลภาคเหล่านี้มักจะกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพของชั้นการเปลี่ยนแปลง (แรงยึดเกาะ ค่าคงที่ไฟฟ้าความน่าเชื่อถือ ฯลฯ )

1.3 คุณสมบัติทางกายภาพ

คุณสมบัติทางกายภาพที่เชื่อถือได้เป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับเซรามิกเมทัลไลซ์ที่จะเป็นตัวนำความร้อนในส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์พลังงาน ในปัจจุบันการวิจัยเกี่ยวกับคุณสมบัติทางกายภาพของเลเยอร์โลหะส่วนใหญ่รวมถึงแง่มุมดังต่อไปนี้:

1) ความต้านทานแรงดึง (แรงพันธะหรือแรงยึดเกาะของชิ้นส่วนโลหะและเซรามิก

2) ความเสถียรทางความร้อนค่าคงที่ไดอิเล็กตริกและความต้านทานพื้นผิวหลังจากการทำให้เป็นโลหะ

3) คุณสมบัติทางไฟฟ้าของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (ค่าสัมประสิทธิ์ที่ไม่ใช่เชิงเส้นแรงดันไฟฟ้าแฝดกระแสรั่วไหล) และคุณสมบัติเชิงกล ฯลฯ

1.4 เทคโนโลยีและวิธีการใหม่

ด้วยการเพิ่มการประยุกต์ใช้สารตั้งต้นเซรามิกเทคโนโลยีโลหะได้รับการพัฒนาต่อไปและวิธีการใหม่ต่าง ๆ ได้เกิดขึ้นตามเวลาที่ต้องการเช่นการชุบอลูมิเนียมจุ่มร้อนการชุบด้วยไฟฟ้าการชุบการสั่นสะเทือนและอื่น ๆ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาในมุมมองของข้อเสียของอุณหภูมิการทำงานที่สูงกระบวนการที่ซับซ้อนวัฏจักรยาวต้นทุนสูงและมลพิษสิ่งแวดล้อมขนาดใหญ่ในกระบวนการสร้างโลหะแบบดั้งเดิมแนวคิดใหม่บางอย่างของวิธีการโลหะสีเขียวได้เกิดขึ้นเช่นการใช้ปืนสเปรย์เพื่อปล่อยโลหะ อนุภาคและทำให้โลหะเป็นอนุภาคชนกับพื้นผิวเซรามิกด้วยความเร็วสูงจึงถ่ายโอนพลังงานจลน์ไปยัง

ความร้อนของการก่อตัวให้พลังงานที่จำเป็นสำหรับการรวมกันของโลหะและเซรามิกและในที่สุดก็ตระหนักถึงการทำให้เป็นโลหะบนพื้นผิวของเซรามิกหรือโดยใช้อุปกรณ์ช็อตที่ใช้อัลตราโซนิก บนพื้นผิวของ Al2O3 จากนั้นทำการยิง peening ในที่สุดชั้นโลหะผสม Cu-Ni-W ที่มีแรงพันธะที่ดีเกิดขึ้นบนพื้นผิวเซรามิกและอื่น ๆ

2 แนวโน้มการพัฒนา

การประยุกต์ใช้ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์พลังงานขนาดใหญ่ได้นำไปสู่การถือกำเนิดของเซรามิกส์เป็นกระบวนการตรวจสอบความร้อนที่ดี ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์นักวิจัยได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับการทำให้เป็นโลหะพื้นผิวเซรามิก ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้นการวิจัยในปัจจุบันเกี่ยวกับการเซรามิกเมทัลไลเซชันส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่คุณสมบัติทางกายภาพโครงสร้างจุลภาคกลไกการใช้โลหะเทคโนโลยีใหม่และการทำให้เป็นที่นิยมและการประยุกต์ใช้

ในปัจจุบันมีสองวิธีหลักในการตระหนักถึงการเชื่อมต่อระหว่างเซรามิกและโลหะ วิธีหนึ่งคือการเชื่อมต่อทั้งสองในสถานะของแข็งเช่นการสะสมทองแดงโดยตรงการสะสมอลูมิเนียมโดยตรงวิธีการฟิล์มหนาและอื่น ๆ อย่างไรก็ตามปรากฎว่ามีโลหะไม่มากที่สามารถรวมเข้ากับเซรามิกที่เฉพาะเจาะจงโดยตรงและมักจะจำเป็นต้องแนะนำองค์ประกอบอื่น ๆ ที่ส่วนต่อประสานระหว่างทั้งสองหรือเพื่อให้ได้พันธะภายใต้เงื่อนไขที่รุนแรงมาก อีกวิธีหนึ่งคือการสร้างฟิล์มโลหะบนพื้นผิวเซรามิกเป็นชั้นแรกเพื่อเปลี่ยนสัณฐานวิทยาของพื้นผิวและโครงสร้างจุลภาคของเซรามิกเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการทำให้เป็นโลหะสุดท้ายของพื้นผิวเซรามิกเช่นการสะสมไอทางกายภาพ สาระสำคัญของวิธีการข้างต้นคือการตระหนักถึงการรวมกันของเซรามิกและโลหะโดยการตั้งค่าและควบคุมพารามิเตอร์กระบวนการต่าง ๆ และเงื่อนไขการทดลองเพื่อเพิ่มความสามารถในการเปียกของโลหะไปยังพื้นผิวเซรามิก แม้ว่าวิธีการทั้งสองนี้จะตรงกับการใช้งานส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์พลังงานในทางปฏิบัติในระดับใหญ่ แต่พวกเขายังมีข้อบกพร่องที่ไม่สามารถเพิกเฉยได้ กระบวนการโลหะแบบดั้งเดิมมักจะมีข้อกำหนดสูงเกี่ยวกับอุณหภูมิในการทำงานและกระบวนการมีความซับซ้อนบางครั้งก็อยู่ภายใต้การป้องกันสูญญากาศหรือก๊าซเฉื่อย

สามารถทำได้ภายใต้การป้องกันซึ่งทำให้กระบวนการโลหะใช้เวลานานขึ้นและค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้นอย่างมาก และในกระบวนการผลิตจริงจะมีการผลิตสารอันตรายจำนวนมากซึ่งไม่เอื้อต่อการป้องกันสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้วิธีการทั้งสองนี้จะก่อให้เกิดความเครียดที่เหลืออยู่บนพื้นผิวพันธะของโลหะและเซรามิกซึ่งเป็นเรื่องง่ายที่จะทำให้เกิดการแตกร้าวของอินเทอร์เฟซ ดังนั้นการสำรวจและสร้างสรรค์เทคนิคใหม่ ๆ และวิธีการของเซรามิกเมทัลไลเซชันจะเป็นอีกทิศทางการวิจัยที่สำคัญของการเซรามิกเมทัล