Con la crescente potenza dei chip a semiconduttore, la tendenza di sviluppo di peso leggero e alta integrazione sta diventando sempre più evidente e l'importanza della dissipazione del calore è diventata un caso significativo, che senza dubbio propone requisiti più rigorosi per i materiali di dissipazione del calore del packaging. Come nuovo materiale di dissipazione del calore con alta conducibilità termica, la ceramica ha un'elevata conducibilità termica, isolamento, resistenza al calore, resistenza meccanica e coefficiente di espansione termica che corrisponde al chip e presenta importanti vantaggi nel campo della confezione di componenti elettronici ad alta potenza e dissipazione del calore. La metallizzazione della superficie ceramica è un collegamento importante per l'applicazione pratica dei substrati ceramici nel campo della confezione elettronica di potenza e la qualità dello strato di metallizzazione influenzerà direttamente l'affidabilità e la durata della durata dei componenti elettronici di potenza.

1 stato corrente

1.1 Meccanismo di metallizzazione

La microstruttura all'interno della ceramica è completamente diversa da quella del metallo ed è difficile per i due reagire, il che rende difficile per il metallo formare un'efficace bagnatura sulla superficie della ceramica; Allo stesso tempo, il metallo non è facile da diffondere in modo efficace sulla superficie della ceramica e i due sono difficili da solido; Il coefficiente di espansione termica e la conduttività termica dei due materiali sono troppo diversi da quelli della ceramica, con conseguente grande sollecitazione residua sulla superficie articolare dei due materiali durante il processo di metallizzazione. Pertanto, quando la superficie ceramica viene metallizzata, lo strato di transizione all'interfaccia tra i due è diventato al centro di vari produttori.

Attualmente, i metodi principali:

UN. L'elemento attivo ha un forte meccanismo di legame con gli atomi degli strati ceramici e conduttivi, rispettivamente.

B. Diversi tipi di posti vacanti nello strato di transizione e nel meccanismo di interazione degli elettroni.

C. Il meccanismo di migrazione della fase di vetro sotto forza capillare, principalmente il metodo Mo/Mn

D. Meccanismo di dissoluzione dell'atomo di metallo, il processo attualmente incorporato, è rivestito con strato d'argento sulla superficie della ceramica AL2O3 mediante la stampa a schermo.

1.2 Struttura organizzativa

La ricerca attuale si concentra principalmente sull'uso di diversi metodi di metallizzazione per studiare la relazione tra la microstruttura del livello di transizione e le proprietà fisiche del livello di metallizzazione ai sensi dei parametri di processo specificati. Attraverso la ricerca, si è scoperto che lo strato di transizione è generalmente composto da strato di reazione, mesofase, struttura eutettica e composti intermetallici, ecc. La morfologia e la distribuzione di queste microstrutture spesso determinano le proprietà fisiche dello strato di transizione (forza di adesizione, bagnabilità, dielettrica costante elettrica, affidabilità, ecc.)

1.3 Proprietà fisiche

Le proprietà fisiche affidabili sono un prerequisito per la ceramica metallizzata per essere termicamente conduttiva nei componenti elettronici di potenza. Al momento, la ricerca sulle proprietà fisiche degli strati di metallizzazione include principalmente i seguenti aspetti:

1) resistenza alla trazione (forza di legame o forza di adesione delle parti metalliche e ceramiche;

2) stabilità termica, costante dielettrica e resistenza superficiale dopo la metallizzazione

3) Proprietà elettriche dei dispositivi elettronici (coefficiente non lineare, tensione del varistore, corrente di perdita) e proprietà meccaniche, ecc.

1.4 Nuova tecnologia e metodo

Con la crescente applicazione del substrato ceramico, la tecnologia di metallizzazione è stata ulteriormente sviluppata e sono emersi vari nuovi metodi come richiedono i tempi, come la placcatura in alluminio a caldo, la placcatura elettrolitica, la placcatura di vibrazione e così via. Negli ultimi anni, in vista degli svantaggi di alta temperatura operativa, processo complesso, ciclo lungo, costi elevati e grandi inquinamento ambientale nei tradizionali processi di metallizzazione, sono emersi alcuni nuovi concetti di metodi di metallizzazione verde, come l'uso di pistole a spruzzo per emettere metal particelle e rendono il metallo le particelle si scontrano con la superficie ceramica ad alta velocità, trasferendo così l'energia cinetica a

Il calore della formazione fornisce l'energia necessaria per la combinazione di metallo e ceramica e alla fine realizza la metallizzazione sulla superficie della ceramica o utilizzando l'attrezzatura da pealing a scatto ad ultrasiste, uno strato di polvere Cu-Ni-W è predepositato Sulla superficie di AL2O3, quindi viene eseguito il peperoncino. Infine, uno strato di metallizzazione composito Cu-Ni-W con una buona forza di legame si forma sulla superficie ceramica e così via.

2 Trend di sviluppo

L'applicazione su larga scala dei componenti elettronici di potenza ha portato all'avvento della ceramica come un buon processo di metallizzazione dei materiali che si dissipano il calore. Con il rapido sviluppo della tecnologia elettronica, i ricercatori hanno anche approfondito le loro ricerche sulla metallizzazione della superficie ceramica. Come accennato in precedenza, l'attuale ricerca sulla metallizzazione ceramica si concentra principalmente su proprietà fisiche, microstruttura, meccanismo di metallizzazione, nuova tecnologia e divulgazione e applicazione.

Al momento, ci sono due modi principali per realizzare la connessione tra ceramica e metallo. Un modo è collegare i due in stato solido, come la deposizione di rame diretto, la deposizione diretta in alluminio, il metodo del film spesso e così via. Tuttavia, si scopre che non ci sono molti metalli che possono essere combinati direttamente con una ceramica specifica ed è spesso necessario introdurre altri elementi all'interfaccia tra i due o raggiungere il legame in condizioni estremamente difficili. Un altro modo è quello di formare prima un film metallizzato sulla superficie ceramica come strato di transizione per cambiare la morfologia della superficie e la microstruttura della ceramica per prepararsi alla metallizzazione finale della superficie ceramica, come la deposizione di vapore fisico, la deposizione di vapore chimico attesa. L'essenza del metodo sopra è realizzare la combinazione di ceramica e metallo impostando e controllando vari parametri di processo e condizioni sperimentali per aumentare la bagnabilità del metallo sulla superficie ceramica. Sebbene questi due metodi soddisfino l'applicazione pratica dei componenti elettronici di potenza in larga misura, hanno anche carenze che non possono essere ignorate. Il tradizionale processo di metallizzazione ha spesso elevati requisiti sulla temperatura operativa e il processo è complicato, a volte anche sotto la protezione del vuoto o del gas inerte.

Può essere completato solo sotto la protezione, il che rende il processo di metallizzazione che richiede più tempo e il costo aumenta notevolmente. E nel processo di produzione reale, verranno prodotte una grande quantità di sostanze dannose, il che non è favorevole alla protezione ambientale. Inoltre, questi due metodi costituiranno anche una grande sollecitazione residua sulla superficie di legame del metallo e della ceramica, che è facile causare il cracking dell'interfaccia e persino formare micro-crack sulla superficie della ceramica. Pertanto, esplorare e innovare nuove tecniche e metodi di metallizzazione ceramica sarà un'altra importante direzione di ricerca della metallizzazione ceramica.