የዲፒሲ ሴራሚክ ንጣፍ በሜታላይዜሽን፡- የቫኩም-ስፑተርድ ቲ/ኩ ዘር ንብርብሮች አራት ቁልፍ ተግዳሮቶች

ቺፕስ እና የኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች ወደ ጥቃቅንነት እና ወደ ከፍተኛ ውህደት እየተሸጋገሩ ሲሄዱ፣ በሴራሚክ ንጣፎች ወለል ላይ ብቻ የሚደረጉ የወረዳ ማምረቻዎች ከጊዜ ወደ ጊዜ እየጨመረ የሚሄድ የግንኙነት እና የማዞሪያ መስፈርቶችን ማሟላት አይችሉም። ስለዚህ ማይክሮቪያዎች የንጣፉን የፊት እና የኋላ ጎኖች በኤሌክትሪክ ማገናኘት፣ የመገናኛ መንገዶችን ማሳጠር እና የወረዳ ጥግግትን መጨመር ይጠበቅባቸዋል። በዚህም ምክንያት፣ በብረታ ብረት ቴክኖሎጂ በኩል DPC (ቀጥታ የተለበጠ መዳብ) በ LEDs፣ በሌዘር፣ በኦፕቲካል ኮሙኒኬሽን፣ በRF መሳሪያዎች እና በሃይል ኤሌክትሮኒክስ ውስጥ በስፋት ተቀባይነት አግኝቷል።

ይሁን እንጂ የሴራሚክ ንጣፎች በተፈጥሯቸው በኤሌክትሪክ የሚከላከሉ ናቸው። ማይክሮቪያዎችን በንጣፉ በኩል መፍጠር በሁለቱ ጎኖች መካከል የኤሌክትሪክ ቀጣይነትን አያረጋግጥም። ትክክለኛው ፈተና በማይክሮቪያዎቹ ውስጣዊ ግድግዳዎች ላይ ቀጣይነት ያለው እና አስተማማኝ የብረት ዘር ሽፋን መፍጠር ነው።

1. በሴራሚክ ማይክሮቪያዎች የኤሌክትሪክ ቀጣይነት እንዴት ይቋቋማል?

ዲፒሲ በሜታላይዜሽን በኩል በተለምዶ የሚጀምረው በሴራሚክ ንጣፍ ውስጥ ማይክሮቪያዎችን ለመፍጠር በሌዘር ቁፋሮ ሲሆን ይህም በአጠቃላይ በተጠማዘዙ ወይም ቀጥ ባሉ ቀዳዳዎች መልክ ነው። ከዚያም ማይክሮቪያዎቹ እና የንጣፉ ወለል በደንብ ይጸዳሉ እና ይጸዳሉ እና የቁፋሮ ቅሪቶችን፣ እርጥበትን እና ሌሎች ብክለቶችን ለማስወገድ ይጸዳሉ። በመቀጠልም በተለምዶ ከ50-200 nm ውፍረት ያለው የቲ ማጣበቂያ ንብርብር ለማስቀመጥ የቫኩም ስፕተርንግ ሂደት ጥቅም ላይ ይውላል፣ ከዚያም በተለምዶ ከ0.5-2 μm ውፍረት ያለው የኩይ ኮንዳክቲቭ የዘር ንብርብር በንጣፉ ወለል እና በማይክሮቪያዎቹ ውስጣዊ ግድግዳዎች ላይ ይቀመጣል።

የቲ ንብርብር በብረት ፊልም እና በሴራሚክ ንጣፍ መካከል ያለውን የመተሳሰሪያ ጥንካሬ ለማሻሻል እንደ የማጣበቅ ንብርብር ሆኖ ያገለግላል፣ የኩ ዘር ንብርብር ደግሞ ለቀጣይ ኤሌክትሮፕላቲንግ ቀጣይነት ያለው አስተላላፊ መሠረት ይሰጣል። ከዚያም የመዳብ ንብርብር በኤሌክትሮፕላቲንግ የበለጠ ይገነባል፣ በተለይም እስከ 5-20 μm ውፍረት ድረስ፣ በመጨረሻም በፊት እና በኋላ ባሉት ወረዳዎች መካከል በሜታሊዝድ ቪያዎች በኩል አስተማማኝ የኤሌክትሪክ ቀጣይነትን ይፈጥራል። በቀላል አነጋገር፣ የቫኩም ስፑተርንግ አስተላላፊ መሠረትን ይሰጣል፣ ቀጣይ ኤሌክትሮፕላቲንግ ደግሞ የመዳብ ውፍረትን ይገነባል፣ በዚህም የመቋቋም አቅምን ይቀንሳል እና የግንኙነት አስተማማኝነትን ያሻሽላል።

ሂደቱ ቀላል ቢመስልም፣ አስተማማኝ የሆነ ግንኙነት በአንድ ወሳኝ ቅድመ ሁኔታ ላይ የተመሰረተ ነው፡ የቲ/ኩ ዘር ንብርብር የንጥረ ነገር ወለልን እና የእያንዳንዱን ማይክሮቪያ ውስጣዊ ግድግዳ ሙሉ በሙሉ እና ያለማቋረጥ መሸፈን አለበት።

2. ለዲፒሲ ቪያስ የቲ/ኩ ዘር ንብርብሮችን በቫክዩም ስፐተርሲንግ የማድረቅ አራት ቁልፍ ተግዳሮቶች

በጠባብ ማይክሮቪያዎች ውስጥ ቀጣይነት ያለው የዘር ሽፋን መፍጠር ቀላል አይደለም። በቪያዎቹ ውስጥ የሚቀሩ ቅሪቶች የፊልም ማጣበቂያን ሊያበላሹ ይችላሉ፣ የማይክሮቪያ ጂኦሜትሪ ደግሞ የጎን ግድግዳ ሽፋንን የበለጠ አስቸጋሪ ያደርገዋል። በዘር ንብርብር ውስጥ ያሉ የአካባቢ መቆራረጦች ቀጣይ ኤሌክትሮፕላቲንግን ሊያስተጓጉሉ ይችላሉ፣ በተለያዩ የንጣፍ ቦታዎች እና በምርት ስብስቦች መካከል ያለው ልዩነት አጠቃላይ የሂደት መረጋጋትን ሊጎዳ ይችላል። በብረታ ብረት አማካኝነት ለዲፒሲ የቫኩም ስፑተር ዋና ዋና ተግዳሮቶች በአራት ዘርፎች ሊጠቃለሉ ይችላሉ።

1. በቪያዎቹ ውስጥ ያሉት ቅሪቶች የፊልም ማጣበቂያን ሊያበላሹ ይችላሉ

ከሌዘር ቁፋሮ በኋላ፣ የሴራሚክ ንጣፎች የሴራሚክ ቅንጣቶችን፣ እንደገና የተቀረጹ ቁሳቁሶችን፣ የመቆፈሪያ ፍርስራሾችን እና በማይክሮቪያዎች ውስጥ የተዋሃደ እርጥበት ሊይዙ ይችላሉ። ትናንሽ ዲያሜትሮች እና ከፍተኛ የገጽታ ሬሾዎች ላሏቸው ማይክሮቪያዎች፣ እነዚህ ቅሪቶች ብዙውን ጊዜ ከገጽታ ብክለት ይልቅ ለማስወገድ በጣም ከባድ ናቸው። ጽዳት እና ጋዝ ማስወገጃ በቂ ካልሆኑ፣ የቲ ማጣበቂያ ንብርብር ከሴራሚክ የጎን ግድግዳ ጋር ጠንካራ እና አስተማማኝ ትስስር ላይፈጥር ይችላል። እንደዚህ ያሉ ጉድለቶች ከሸፈኑ በኋላ ወዲያውኑ ላይታዩ ይችላሉ፣ ነገር ግን በቀጣይ ኤሌክትሮፕላቲንግ፣ ብየዳ ወይም ከፍተኛ የሙቀት መጠን በሚሰራበት ጊዜ ቀስ በቀስ ወደ አረፋ እና ወደ ዴላሚኔሽን ሊለወጡ ይችላሉ።

2. ከፍተኛ የገጽታ ጥምርታዎች የጎን ግድግዳ ሽፋንን የበለጠ አስቸጋሪ ያደርጉታል

የማይክሮቪያ የስፕተር የመምጠጥ ችግር በጥልቀቱ ብቻ ሊገመገም አይችልም፤ በጥልቅ እና በዲያሜትር መካከል ያለው ጥምርታ - የገጽታ ጥምርታ - እኩል አስፈላጊ ነው። ለምሳሌ፣ 60 μm ዲያሜትር እና 300 μm ጥልቀት ያለው ቪያ 5:1 የገጽታ ጥምርታ አለው። የገጽታ ጥምርታ እየጨመረ ሲሄድ፣ የቪያ መግቢያ የተበተኑ ቅንጣቶችን የበለጠ የጂኦሜትሪክ ጥላ ይፈጥራል፣ ይህም የጎን ግድግዳውን መካከለኛ ክፍል ሊደርሱ የሚችሉ ቅንጣቶችን ቁጥር ይቀንሳል። ይህ በንጥረ ነገር ወለል ላይ እና በቪያ መክፈቻ አቅራቢያ በአንጻራዊ ሁኔታ ወፍራም ፊልሞችን ሊያስከትል ይችላል፣ የቪያ የጎን ግድግዳ መካከለኛ ክፍል ደግሞ በጣም ቀጭን ወይም አልፎ ተርፎም የማያቋርጥ ይሆናል።

3. ያልተሟላ የዘር ሽፋን በግንኙነቱ በኩል አስተማማኝነትን ይከላከላል

የዲፒሲ በሜታላይዜሽን በኩል መሰረታዊ መስፈርት በመተላለፊያው ግድግዳ ላይ መዳብ መኖሩ ብቻ ሳይሆን የቲ/ኩ የዘር ንብርብር ከንጥረ ነገሩ የፊት ክፍል፣ በጎን ግድግዳ በኩል እስከ ጀርባው ድረስ ያለማቋረጥ ሊዘረጋ ይችላል። በዘር ንብርብር ውስጥ ትንሽ መቆራረጥ እንኳን ለቀጣይ ኤሌክትሮፕላቲንግ የሚያስፈልገውን የኮንዳክቲቭ መንገድ ሊያስተጓጉል ይችላል። ስለዚህ የዘር-ንብርብር ጥራት በገጽታ ገጽታ ወይም በአማካይ የፊልም ውፍረት ብቻ ሊገመገም አይችልም። በመተላለፊያው የጎን ግድግዳ ቀጭን ክፍል እና በብረታ ብረት መንገድ ውስጥ ቀጣይነት ያለው የኤሌክትሪክ ኮንዳክሽን መጠበቁን ልዩ ትኩረት መስጠት አለበት።

4. ነጠላ ናሙና ማለፍ ከቡድን ወደ ቡድን መረጋጋትን ዋስትና አይሰጥም

በአንድ ናሙና ላይ የሚፈለገውን የገጽታ ፊልም ውፍረት ማሳካት ሂደቱ ለጅምላ ምርት ዝግጁ ነው ማለት አይደለም። የዲፒሲ ማምረቻ በተጨማሪም በፊትና በኋላ ገጽታዎች፣ በንዑስ ክፍል መሃል እና ጠርዝ ክልሎች መካከል፣ በተለያዩ የአቀማመጥ ቦታዎች እና ከቡድን ወደ ቡድን መካከል ያለውን የሽፋን ወጥነት ጥብቅ ቁጥጥር ይጠይቃል። ብዙ ማይክሮቪያዎችን የያዙ የሴራሚክ ንጣፎች፣ የሂደት ግምገማ በአማካይ የፊልም ውፍረት ላይ ብቻ ማተኮር የለበትም። ከሁሉም በላይ ደግሞ የቪያ ጎን ግድግዳ በጣም ቀጭን የሆነው ክልል ለቀጣይ ኤሌክትሮፕላቲንግ የሚያስፈልገውን የኤሌክትሪክ ኮንዳክቲቭነት በተከታታይ መጠበቅ አለበት።

3. የዘር ሽፋኑ በአግባቡ ሳይቀመጥ ሲቀር ምን ይከሰታል?

የቲ/ኩ የዘር ንብርብር ለቀጣይ ኤሌክትሮፕላቲንግ የሚያስፈልገውን የኮንዳክቲቭ መሰረት ይሰጣል። በቪያ ጎን ግድግዳ ላይ ያለው የዘር ንብርብር በጣም ቀጭን፣ ሙሉ በሙሉ ያልተሸፈነ ወይም መቆራረጦችን የያዘ ከሆነ፣ የኤሌክትሮፕላቲንግ ጅረት በጎን ግድግዳው ላይ ያለማቋረጥ ሊተላለፍ አይችልም፣ እና የመዳብ አየኖች በአግባቡ ሊቀንሱ እና ጉድለት ባለባቸው ቦታዎች ላይ ሊቀመጡ አይችሉም። ኤሌክትሮፕላቲንግ እየቀጠለ ሲሄድ እና የመዳብ ንብርብር ሲከማች፣ መጀመሪያ ላይ በቂ ያልሆነ ሽፋን ያላቸው ጥቃቅን ቦታዎች ወደ መዳብ-ንብርብር ክፍተቶች፣ የተተረጎሙ ውፍረት ጉድለቶች ወይም በቪያ ውስጥ የማያቋርጥ ሽፋን ሊፈጠሩ ይችላሉ።

እነዚህ ጉድለቶች በሴራሚክ ንጣፍ የፊት እና የኋላ ጎኖች ላይ ያሉትን የወረዳዎች የግንኙነት ጥራት በቀጥታ ይነካሉ። ብዙም ከባድ ባልሆኑ ጉዳዮች ላይ፣ የመቋቋም አቅም መጨመር፣ በአካባቢው የሙቀት ማመንጨት እና በኤሌክትሪክ አፈጻጸም ላይ መለዋወጥ ሊያስከትሉ ይችላሉ። በጣም ከባድ በሆኑ ጉዳዮች ላይ፣ በሁለቱ ጎኖች ላይ ያሉት ወረዳዎች የኤሌክትሪክ ቀጣይነትን ማሳካት ላይችሉ ይችላሉ። በቀጣይ ብየዳ፣ በከፍተኛ ሙቀት እርጅና ወይም በሙቀት ዑደት ወቅት፣ ጉድለት ያለባቸው ቦታዎች የበለጠ አረፋ፣ መበስበስ ወይም የወረዳ ስንጥቅ ሊፈጥሩ ይችላሉ፣ ይህም የምርት ምርትን እና የረጅም ጊዜ አስተማማኝነትን ይቀንሳል እና የመሳሪያ ውድቀት ሊያስከትል ይችላል።

4. የዜንሁዋ ቫክዩም የጅምላ ምርት መፍትሄ ለሴራሚክ ንጣፎች በሜታላይዜሽን — የዲፒሲ ሴራሚክ ንጣፎች የቫክዩም ሽፋን ማምረቻ መስመር

የመሳሪያ ጥቅሞች፡

አውቶሜሽን፡- ሙሉ በሙሉ በራስ-ሰር የሚሰራ የሽፋን እና የስራ ቅርጽ-ተሸካሚ ማስተላለፊያ ስርዓት በእጅ የሚሰራ ጣልቃ ገብነትን ይቀንሳል፣ የምርት ቅልጥፍናን ያሻሽላል እና አጠቃላይ የዑደት ጊዜን ያሳጥራል።

የውጤት መጠን፡ በሰዓት እስከ 288 ቁርጥራጮች የማምረት አቅም ያላቸው 120 ሚሜ × 120 ሚሜ ንጣፎችን ይደግፋል።

አፈጻጸም፡ የሴራሚክ ንጣፍ የሙቀት ስርጭት አፈፃፀምን በማሳደግ የኤሌክትሪክ ኮንዳክቲቭነትን ያሻሽላል።

በሜታላይዜሽን በኩል፡- የተመቻቸ መግነጢሳዊ-መስክ ውቅር በማይክሮቪያዎች ውስጥ ቀልጣፋ እና ወጥ የሆነ የሽፋን ሽፋን እንዲኖር ያስችላል።

ሂደት፡- አጠቃላይ የፊልም ውፍረት ወጥነትን እና የሽፋን ወጥነትን ለማሻሻል ባለ ሁለት ጎን ሽፋንን ይደግፋል።

አፕሊኬሽኖች፡

መሳሪያዎቹ Ti፣ Cu፣ Al፣ Sn፣ Cr፣ Ag እና Ni ን ጨምሮ የተለያዩ የኤሌሜንታል ሜታል ፊልሞችን ማስቀመጥ የሚችሉ ሲሆን በሴራሚክ ንጣፎች፣ በሴራሚክ መያዣዎች እና በ LED የሴራሚክ ፓኬጆች/ድጋፎች ላይ ለመሳሰሉ አፕሊኬሽኖች በሴሚኮንዳክተር እና በኤሌክትሮኒክስ ክፍሎች ኢንዱስትሪዎች ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ ውሏል።

5. መደምደሚያ

ዜንሁዋ ቫክዩም በዲፒሲ ማምረቻ የፊት-መጨረሻ የቫክዩም ስፕቱተር ሂደት ላይ ያተኩራል። የማይክሮቪያ የጎን ግድግዳ ሽፋንን በማሻሻል እና ባለ ሁለት ጎን ሽፋን ቴክኖሎጂን ከአውቶሜትድ ምርት ጋር በማጣመር፣ መፍትሄው ለቀጣይ ኤሌክትሮፕላቲንግ የተረጋጋ የቲ/ኩ የዘር ንብርብሮችን እና በማገናኘት አስተማማኝነትን ይሰጣል። ይህ ደንበኞች በሴሚኮንዳክተር እና በተራቀቁ የኤሌክትሮኒክስ አፕሊኬሽኖች ውስጥ የዲፒሲ ሴራሚክ ንጣፎችን በስፋት እንዲቀበሉ እና ወጥ የሆነ የጅምላ ምርት እንዲያገኙ ይረዳል።

-ይህ ጽሑፍ የታተመው በ የቫክዩም ሽፋን መሣሪያዎች አምራችዜንሁዋ ቫክዩም