Керамика из нитрида алюминия, как превосходный теплорассеивающий материал подложки, привлекла большое внимание в области электронной упаковки благодаря своей превосходной теплопроводности. Однако естественным недостатком этого материала является его непроводимость, что напрямую ограничивает его прямое применение в теплоотводящих подложках мощных электронных устройств. Таким образом, металлизация поверхности керамической подложки из нитрида алюминия для придания ей электропроводности стала одной из ключевых технологий, способствующих ее широкому применению.
Суть процесса металлизации заключается в обеспечении того, чтобы металл мог эффективно смачивать керамическую поверхность при высоких температурах, образуя таким образом твердую границу раздела металл-керамика. Сила этой связывающей силы напрямую связана со стабильностью и надежностью конструкции упаковки и является ключевым показателем для оценки успеха металлизации. Ввиду этого технология металлизации керамики из нитрида алюминия должна не только решить проблему смачиваемости, вызванную сильными свойствами ковалентной связи керамики из нитрида алюминия, но также должна обеспечить образование прочной и однородной связи между металлическим слоем и керамическая матрица.
В настоящее время технический путь металлизации керамики из нитрида алюминия в основном сосредоточен на следующих аспектах:
(Остальные три способа металлизации керамических подложек из нитрида алюминия можно найти в предыдущей статье: « Проблемы технологии металлизации подложек из нитрида алюминия »).
Метод тонкой пленки (TFC)
Метод тонких пленок относится к технологии непосредственного нанесения металлического слоя на поверхность подложки AlN методом распыления, а затем подготовки рисунка металлического слоя в контуре посредством испарения, литографии и травления. Под пленкой подразумевается не только фактическая толщина пленки, но также и способ ее изготовления на подложке. Толстопленочная технология — это технология сложения, а тонкопленочная технология — это технология вычитания. Использование процессов фотолитографии и травления для создания пленочной технологии для получения меньшего размера графического элемента, более четких линий, более подходящих для среды с высокой плотностью и высокой частотой, но непосредственно на поверхности керамической подложки адгезия металлизированного металлического слоя не высока, а подложка из нитрида алюминия и коэффициент теплового расширения металла не совпадают, будут подвергаться большему термическому напряжению в работе. Чтобы улучшить адгезию металлизированного слоя и уменьшить термическое напряжение между керамикой и металлом, керамическая подложка обычно имеет многослойную металлическую структуру.
Прямое меднение (DPC)
Метод прямого меднения заключается в использовании полупроводниковой технологии для напыления медного затравочного слоя на керамическую подложку, а затем посредством экспонирования, проявления, удаления пленки и других процессов фотолитографии для достижения линейного рисунка и, наконец, посредством гальванического или химического покрытия для создания медного слоя. достигать определенной толщины. Затравочный слой наносится методом физического осаждения из паровой фазы (магнетронное распыление, вакуумное испарение и т. д.) для нанесения слоя металла на керамическую поверхность.
Физическое осаждение из паровой фазы — это низкотемпературный процесс (ниже 300℃), который полностью позволяет избежать неблагоприятного воздействия высокой температуры на материал или структуру линии, а также снижает стоимость производственного процесса, но увеличивает толщину гальванически нанесенного медного слоя. ограничено, а загрязнение жидкими отходами гальваники велико.
Выше приведены несколько распространенных методов металлизации керамических подложек из нитрида алюминия, а их соответствующие преимущества и недостатки показаны в таблице выше. Помимо вышеуказанных методов, для металлизации керамических подложек из нитрида алюминия также можно использовать сварку плавлением, твердофазную диффузию, самораспространяющийся высокотемпературный синтез и другие методы.
