Þar sem örgjörvar og rafeindatæki halda áfram að þróast í átt að smækkun og meiri samþættingu, getur rafrásasmíði eingöngu á yfirborði keramikundirlags ekki lengur uppfyllt sífellt krefjandi kröfur um tengingu og leiðsögn. Því eru örvírar nauðsynlegir til að tengja rafmagn fram- og bakhlið undirlagsins, sem styttir tengileiðir og eykur þéttleika rafrásanna. Fyrir vikið hefur DPC (beint plataður kopar) með málmhúðunartækni verið mikið notuð í forritum eins og LED, leysigeislum, ljósleiðarafskiptum, RF tækjum og aflraftækjum.
Hins vegar eru keramik undirlög í eðli sínu rafeinangrandi. Að mynda örgöng í gegnum undirlagið tryggir ekki rafsamfellu milli hliðanna tveggja. Hin raunverulega áskorun er að mynda samfellt og áreiðanlegt málmfrælag meðfram innveggjum örgönganna.
1. Hvernig er rafmagnssamfelldni komið á með keramikörvögnum?
DPC með málmhúðun hefst venjulega með leysiborun til að mynda örgöt í keramikundirlaginu, yfirleitt í formi keilulaga eða beinna gata. Örgötin og yfirborð undirlagsins eru síðan vandlega hreinsuð og afgasuð til að fjarlægja borunarleifar, raka og önnur óhreinindi. Lofttæmisspúttunarferli er síðan notað til að setja títanviðloðunarlag, venjulega 50–200 nm þykkt, og síðan leiðandi koparfrælag, venjulega 0,5–2 μm þykkt, á yfirborð undirlagsins og meðfram innveggjum örgötanna.
Títanlagið þjónar sem viðloðunarlag til að bæta tengistyrk milli málmfilmunnar og keramikundirlagsins, en koparfrælagið veitir samfelldan leiðandi grunn fyrir síðari rafhúðun. Koparlagið er síðan byggt upp frekar með rafhúðun, venjulega í þykkt upp á 5–20 μm, sem að lokum kemur áreiðanlegri rafmagnssamfellu milli rafrásanna á fram- og bakhliðinni í gegnum málmhúðaðar göng. Einfaldlega sagt, lofttæmisspútrun veitir leiðandi grunn, en síðari rafhúðun byggir upp koparþykktina, sem dregur úr göngviðnámi og bætir áreiðanleika tengingarinnar.
Þótt ferlið virðist einfalt, þá veltur áreiðanleg tenging í gegnum víra á einni mikilvægri forsendu: Ti/Cu frælagið verður að þekja yfirborð undirlagsins og allan innvegg hverrar örvírs að fullu og samfellt.
2. Fjórar lykiláskoranir við lofttæmisspútrun Ti/Cu frælaga fyrir DPC Vias
Það er langt frá því að vera einfalt að mynda samfellt frælag innan þröngra örgöta. Leifar sem eftir eru innan í götunum geta haft áhrif á viðloðun filmunnar, en lögun örgötanna gerir þekju hliðarveggjanna sífellt erfiðari. Staðbundin ósamfelldni í frælaginu getur truflað síðari rafhúðun, en breytileiki milli mismunandi staðsetninga undirlags og framleiðslulota getur haft áhrif á heildarstöðugleika ferlisins. Helstu áskoranir við lofttæmisspútrun fyrir DPC með málmhúðun má draga saman í fjögur svið.
1. Leifar inni í Vias geta haft áhrif á viðloðun filmunnar
Eftir leysiborun geta keramikundirlag innihaldið keramikagnir, endursteypt efni, borunarúrgang og aðsogaðan raka inni í örgöngunum. Fyrir örgöng með lítinn þvermál og hátt hlutfallslegt hlutfall er oft mun erfiðara að fjarlægja þessar leifar en mengun á yfirborði. Ef hreinsun og afgasun eru ófullnægjandi gæti títanviðloðunarlagið ekki myndað sterka og áreiðanlega tengingu við keramikhliðina. Slíkir gallar koma hugsanlega ekki strax í ljós eftir húðun, en geta smám saman þróast í blöðrumyndun og aflagningu við síðari rafhúðun, lóðun eða háhitaaðgerð.
2. Hærri hlutföll gera það erfiðara að ná yfir hliðarvegginn
Ekki er hægt að meta erfiðleika örgöng með spútrun eingöngu út frá dýpt þeirra; hlutfallið milli dýptar göngsins og þvermáls göngsins — hlutfallslega hliðarhlutfallið — er jafn mikilvægt. Til dæmis hefur göng með þvermál 60 μm og dýpt 300 μm hlutfallslega hliðarhlutfallið 5:1. Þegar hlutfallslega hliðarhlutfallið eykst, skapar göngopið meiri rúmfræðilega skugga á spútruðum ögnum, sem dregur úr fjölda agna sem geta náð til miðhluta hliðarveggsins. Þetta getur leitt til tiltölulega þykkra filmu á undirlagsyfirborði og nálægt göngopinu, en miðhluti hliðarveggsins verður verulega þynnri eða jafnvel ósamfelldur.
3. Ófullkomið frælag getur komið í veg fyrir áreiðanlega tengingu í gegnum netið
Grundvallarkrafa fyrir DPC í gegnum málmhúðun er ekki einfaldlega hvort kopar sé til staðar á veggnum á gegnuminu, heldur hvort Ti/Cu frælagið geti náð samfellt frá framhlið undirlagsins, meðfram allri hliðarveggnum á gegnuminu, að aftan. Jafnvel lítill galli í frælaginu getur rofið leiðnileiðina sem þarf til síðari rafhúðunar. Þess vegna er ekki hægt að meta gæði frælagsins eingöngu út frá útliti yfirborðsins eða meðalþykkt filmu. Sérstaka athygli verður að veita þynnsta hluta hliðarveggsins á gegnuminu og hvort samfelld rafleiðni sé viðhaldið í allri málmhúðaðri leiðinni.
4. Þótt eitt sýni sé samþykkt er ekki trygging fyrir stöðugleika milli lota
Þótt tilskildri yfirborðsþykkt sé náð á einu sýni þýðir það ekki endilega að ferlið sé tilbúið til fjöldaframleiðslu. Framleiðsla á DPC krefst einnig nákvæmrar eftirlits með einsleitni húðunar milli fram- og afturflata, milli miðju- og brúna undirlagsins, yfir mismunandi festingarstöður og milli lota. Fyrir keramikundirlag sem innihalda mikið magn af örgöngum ætti mat á ferlinu ekki að einblína eingöngu á meðalþykkt filmunnar. Mikilvægara er að þynnsta svæðið á hliðarveggnum á gegnuminu verður stöðugt að viðhalda þeirri rafleiðni sem krafist er fyrir síðari rafhúðun.
3. Hvað gerist þegar frælagið er ekki rétt sett niður?
Títan/Ku-frælagið myndar leiðandi grunn sem þarf fyrir síðari rafhúðun. Ef frælagið á hliðarvegg gegnumgangsins er of þunnt, ekki alveg þakið eða inniheldur ósamfelldni, getur rafhúðunarstraumurinn ekki flutt samfellt eftir hliðarveggnum og koparjónir geta ekki minnkað rétt og settst á gölluðu svæðin. Þegar rafhúðunin heldur áfram og koparlagið safnast upp geta upphaflega minniháttar svæði með ófullnægjandi þekju þróast í holrými í koparlaginu, staðbundna þykktargalla eða ósamfellda húðun innan gegnumgangsins.
Þessir gallar hafa bein áhrif á tengingargæði rafrásanna á fram- og bakhliðum keramikundirlagsins. Í vægari tilfellum geta þeir leitt til aukinnar viðnáms, staðbundinnar hitamyndunar og sveiflna í rafmagnsafköstum. Í alvarlegri tilfellum geta rafrásirnar á báðum hliðum ekki náð rafmagnssamfelldni. Við síðari lóðun, öldrun við háan hita eða hitahringrás geta gallaðar svæði myndað frekari blöðrur, eyðileggingu eða sprungur á rafrásunum, sem dregur úr afköstum vörunnar og langtímaáreiðanleika og hugsanlega leitt til bilunar í tækinu.
4. Lausn Zhenhua Vacuum fyrir fjöldaframleiðslu á keramikundirlagi með málmhúðun — DPC framleiðslulína fyrir tómarúmhúðun á keramikundirlagi
Kostir búnaðar:
Sjálfvirkni: Fullsjálfvirkt húðunar- og flutningskerfi fyrir vinnustykki dregur úr handvirkri íhlutun, bætir framleiðsluhagkvæmni og styttir heildarvinnslutíma.
Afköst: Styður 120 mm × 120 mm undirlag með framleiðslugetu allt að 288 stk. á klukkustund.
Afköst: Bætir rafleiðni og eykur varmaleiðni keramik undirlagsins.
Via málmhúðun: Bjartsýni á segulsviði gerir kleift að þekja húðun á skilvirkan og einsleitan hátt innan örvía.
Ferli: Styður tvíhliða húðun til að bæta heildarþykkt filmunnar og samkvæmni húðunarinnar.
Umsóknir:
Búnaðurinn getur sett á ýmsar frumefnismálmfilmur, þar á meðal Ti, Cu, Al, Sn, Cr, Ag og Ni, og hefur verið mikið notaður í hálfleiðara- og rafeindaíhlutaiðnaði fyrir forrit eins og keramik undirlag, keramikþétta og LED keramik pakka/stuðning.
5. Niðurstaða
Zhenhua Vacuum einbeitir sér að framhliðarsuðu með lofttæmisspúttunarferli fyrir framleiðslu á DPC. Með því að auka þekju örveggja og sameina tvíhliða húðunartækni við sjálfvirka framleiðslu, býður lausnin upp á stöðug Ti/Cu frælög fyrir síðari rafhúðun og áreiðanlega tengingu í gegnum vír. Þetta hjálpar viðskiptavinum að ná stöðugri fjöldaframleiðslu og styður jafnframt við víðtækari notkun DPC keramik undirlaga í hálfleiðurum og háþróaðri rafeindatækni.
-Þessi grein var birt af framleiðandi tómarúmhúðunarbúnaðarZhenhua tómarúm
Birtingartími: 27. ágúst 2026