In der modernen Elektronikindustrie werden Keramiksubstrate häufig als wichtiges elektronisches Verpackungsmaterial in Leistungshalbleitern, LED-Beleuchtung, Leistungsmodulen und anderen Bereichen eingesetzt. Um die Leistung und Zuverlässigkeit von Keramiksubstraten zu verbessern, hat sich das DPC-Verfahren (Direct Plating Copper) als hocheffiziente und präzise Beschichtungstechnologie etabliert und ist zu einem Kernprozess in der Herstellung von Keramiksubstraten geworden.
Nr. 1 Was ist dieDPC-Beschichtungsprozess?
Wie der Name schon sagt, wird beim DPC-Beschichtungsverfahren Kupfer direkt auf die Oberfläche eines Keramiksubstrats aufgetragen. Dadurch werden die technischen Einschränkungen herkömmlicher Kupferfolien-Befestigungsverfahren überwunden. Im Vergleich zu herkömmlichen Verbindungstechniken verbessert das DPC-Beschichtungsverfahren die Haftung zwischen der Kupferschicht und dem Keramiksubstrat deutlich und bietet gleichzeitig eine höhere Produktionseffizienz und überlegene elektrische Leistung.
Beim DPC-Beschichtungsverfahren wird die Kupferschicht durch chemische oder elektrochemische Reaktionen auf dem Keramiksubstrat gebildet. Dieser Ansatz minimiert die bei herkömmlichen Bondverfahren häufig auftretenden Delaminationsprobleme und ermöglicht eine präzise Kontrolle der elektrischen Leistung, um den zunehmend strengeren industriellen Anforderungen gerecht zu werden.
Nr. 2 DPC-Beschichtungsprozessablauf
Der DPC-Prozess besteht aus mehreren wichtigen Schritten, von denen jeder für die Qualität und Leistung des Endprodukts von entscheidender Bedeutung ist.
1. Laserbohren
Das Laserbohren auf dem Keramiksubstrat erfolgt gemäß den Designvorgaben und gewährleistet präzise Lochpositionierung und -abmessungen. Dieser Schritt erleichtert die anschließende Galvanisierung und die Bildung von Schaltungsmustern.
2. PVD-Beschichtung
Mittels physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) wird eine dünne Kupferschicht auf dem Keramiksubstrat abgeschieden. Dieser Schritt verbessert die elektrische und thermische Leitfähigkeit des Substrats und verbessert gleichzeitig die Oberflächenhaftung. Dies sichert die Qualität der nachfolgenden galvanischen Kupferschicht.
3. Galvanische Verdickung
Aufbauend auf der PVD-Beschichtung wird die Kupferschicht durch Galvanisieren verstärkt. Dieser Schritt erhöht die Haltbarkeit und Leitfähigkeit der Kupferschicht, um den Anforderungen von Hochleistungsanwendungen gerecht zu werden. Die Dicke der Kupferschicht kann je nach Bedarf angepasst werden.
4. Schaltungsmusterung
Mithilfe von Fotolithografie und chemischen Ätzverfahren werden präzise Schaltungsmuster auf der Kupferschicht erzeugt. Dieser Schritt ist entscheidend für die elektrische Leitfähigkeit und Stabilität der Schaltung.
5. Lötmaske und Markierung
Zum Schutz nichtleitender Bereiche der Schaltung wird eine Lötstoppmaske aufgetragen. Diese Schicht verhindert Kurzschlüsse und verbessert die Isolationseigenschaften des Substrats.
6. Oberflächenbehandlung
Oberflächenreinigung, Politur oder Beschichtung sorgen für eine glatte Oberfläche und entfernen Verunreinigungen, die die Leistung beeinträchtigen könnten. Oberflächenbehandlungen verbessern zudem die Korrosionsbeständigkeit des Substrats.
7. Laserformung
Abschließend erfolgt die detaillierte Nachbearbeitung mittels Laser, um sicherzustellen, dass das Substrat hinsichtlich Form und Größe den Designvorgaben entspricht. Dieser Schritt ermöglicht eine hochpräzise Bearbeitung, insbesondere bei komplex geformten Komponenten für Elektronik- und Innenraumanwendungen.
Nr. 3 Vorteile des DPC-Beschichtungsverfahrens
Das DPC-Beschichtungsverfahren bietet mehrere bedeutende Vorteile bei der Herstellung von Keramiksubstraten, darunter:
1. Hohe Haftfestigkeit
Der DPC-Prozess erzeugt eine starke Verbindung zwischen der Kupferschicht und dem Keramiksubstrat, wodurch die Haltbarkeit und Abziehfestigkeit der Kupferschicht erheblich verbessert wird.
2. Überlegene elektrische Leistung
Kupferbeschichtete Keramiksubstrate weisen eine hervorragende elektrische und thermische Leitfähigkeit auf und verbessern so effektiv die Leistung elektronischer Komponenten.
3. Hochpräzise Steuerung
Das DPC-Verfahren ermöglicht eine präzise Kontrolle der Dicke und Qualität der Kupferschicht und erfüllt die strengen elektrischen und mechanischen Anforderungen verschiedener Produkte.
4. Umweltfreundlichkeit
Im Vergleich zu herkömmlichen Methoden zum Verbinden von Kupferfolien erfordert das DPC-Verfahren keine großen Mengen schädlicher Chemikalien und stellt somit eine umweltfreundlichere Beschichtungslösung dar.
4. Die Beschichtungslösung für Keramiksubstrate von Zhenhua Vacuum
DPC Horizontal Inline Coater, vollautomatisches PVD-Inline-Beschichtungssystem
Ausstattungsvorteile:
Modularer Aufbau: Die Produktionslinie ist modular aufgebaut, sodass Funktionsbereiche je nach Bedarf flexibel erweitert oder reduziert werden können.
Rotierendes Target mit Kleinwinkelsputtern: Diese Technologie eignet sich ideal zum Aufbringen dünner Filmschichten in Löchern mit kleinem Durchmesser und gewährleistet Gleichmäßigkeit und Qualität.
Nahtlose Integration mit Robotern: Das System kann nahtlos mit Roboterarmen integriert werden, was einen kontinuierlichen und stabilen Fließbandbetrieb mit hoher Automatisierung ermöglicht.
Intelligentes Steuerungs- und Überwachungssystem: Ausgestattet mit einem intelligenten Steuerungs- und Überwachungssystem ermöglicht es eine umfassende Erkennung von Komponenten und Produktionsdaten und gewährleistet so Qualität und Effizienz.
Anwendungsbereich:
Damit können zahlreiche elementare Metallfilme abgeschieden werden, beispielsweise Ti, Cu, Al, Sn, Cr, Ag, Ni usw. Diese Filme werden häufig in elektronischen Halbleiterbauelementen verwendet, darunter Keramiksubstrate, Keramikkondensatoren, Keramikhalterungen für LEDs und mehr.
— Dieser Artikel wurde vom Hersteller von Kupferbeschichtungsanlagen DPC veröffentlicht.Zhenhua-Vakuum
Veröffentlichungszeit: 24. Februar 2025