La cerámica de nitruro de aluminio, como material de sustrato excelente para disipar el calor, ha atraído mucha atención en el campo del embalaje electrónico debido a su excelente conductividad térmica. Sin embargo, el defecto natural de este material es su no conductividad, lo que limita directamente su aplicación directa en el sustrato de disipación de calor de dispositivos electrónicos de alta potencia. Por lo tanto, la metalización superficial del sustrato cerámico de nitruro de aluminio para darle conductividad eléctrica se ha convertido en una de las tecnologías clave para promover su amplia aplicación.
El núcleo del proceso de metalización es garantizar que el metal pueda humedecer eficazmente la superficie cerámica a altas temperaturas, formando así una interfaz sólida metal-cerámica. La fuerza de esta fuerza de unión está directamente relacionada con la estabilidad y confiabilidad de la estructura del paquete y es un índice clave para evaluar el éxito de la metalización. En vista de esto, la tecnología de metalización de las cerámicas de nitruro de aluminio no sólo necesita superar el desafío de la humectabilidad causado por las fuertes propiedades de enlace covalente de las cerámicas de nitruro de aluminio, sino que también debe garantizar la formación de una unión fuerte y uniforme entre la capa metálica y la matriz cerámica.
En la actualidad, el camino técnico de la metalización cerámica de nitruro de aluminio se centra principalmente en los siguientes aspectos:
(Las otras tres formas de metalizar sustratos cerámicos de nitruro de aluminio se pueden consultar en un artículo anterior: Desafío de la tecnología de metalización de sustratos de nitruro de aluminio )
Método de película delgada (TFC)
El método de película delgada se refiere a la tecnología de depositar directamente una capa de metal sobre la superficie del sustrato de AlN mediante un proceso de pulverización catódica y luego preparar el patrón de la capa de metal en un circuito mediante evaporación, litografía y grabado. La película no sólo se refiere al espesor real de la película, sino también a la forma en que se produce la película sobre el sustrato. La tecnología de película gruesa es una tecnología de suma y la tecnología de película delgada es una tecnología de resta. El uso de procesos de fotolitografía y grabado para hacer que la tecnología de la película obtenga un tamaño de característica gráfica más pequeño, líneas más claras, más adecuadas para entornos de alta densidad y alta frecuencia, pero directamente sobre la superficie del sustrato cerámico, la adhesión de la capa de metal metalizado no es alta. y el sustrato de nitruro de aluminio y el coeficiente de expansión térmica del metal no coinciden, estarán sometidos a un mayor estrés térmico en la obra. Para mejorar la adhesión de la capa metalizada y reducir la tensión térmica entre la cerámica y el metal, el sustrato cerámico generalmente adopta una estructura metálica multicapa.
Cobrizado directo (DPC)
El método de revestimiento de cobre directo consiste en utilizar tecnología de semiconductores para pulverizar una capa de semilla de cobre sobre el sustrato cerámico, y luego mediante exposición, revelado, eliminación de película y otros procesos de fotolitografía para lograr el patrón de líneas, y finalmente mediante galvanoplastia o revestimiento no electrolítico para hacer la capa de cobre. alcanzar un cierto espesor. La capa de semilla se inyecta mediante deposición física de vapor (pulverización con magnetrón y evaporación al vacío, etc.) para depositar una capa de metal sobre la superficie cerámica.
La deposición física de vapor es un proceso de baja temperatura (por debajo de 300 ℃), que evita por completo el impacto adverso de las altas temperaturas en el material o la estructura de la línea, y también reduce el costo del proceso de fabricación, pero el espesor de la capa de cobre depositada por galvanoplastia. es limitado y la contaminación de los líquidos residuales de galvanoplastia es grande.
Los anteriores son varios métodos comunes para la metalización de sustratos cerámicos de nitruro de aluminio, y sus respectivas ventajas y desventajas se muestran en la tabla anterior. Además de los métodos anteriores, también se pueden utilizar soldadura por fusión, difusión en fase sólida, síntesis autopropagante a alta temperatura y otros métodos para la metalización de sustratos cerámicos de nitruro de aluminio.
