რადგან ჩიპები და ელექტრონული მოწყობილობები აგრძელებენ განვითარებას მინიატურიზაციისა და უფრო მაღალი ინტეგრაციისკენ, კერამიკული სუბსტრატების ზედაპირზე სქემების დამზადება აღარ აკმაყოფილებს ურთიერთდაკავშირებისა და მარშრუტიზაციის სულ უფრო მოთხოვნად მოთხოვნებს. ამიტომ, მიკროვია საჭიროა სუბსტრატის წინა და უკანა მხარეების ელექტრონულად დასაკავშირებლად, რაც ამცირებს ურთიერთდაკავშირების ბილიკებს და ზრდის წრედის სიმკვრივეს. შედეგად, მეტალიზაციის ტექნოლოგიის საშუალებით DPC (პირდაპირ მოპირკეთებული სპილენძი) ფართოდ გამოიყენება ისეთ აპლიკაციებში, როგორიცაა LED-ები, ლაზერები, ოპტიკური კომუნიკაციები, RF მოწყობილობები და დენის ელექტრონიკა.
თუმცა, კერამიკული სუბსტრატები თავისი ბუნებით ელექტროიზოლაციას ავლენენ. სუბსტრატში მიკროვიალების უბრალოდ ფორმირება ორ მხარეს შორის ელექტრულ უწყვეტობას არ ამყარებს. რეალური გამოწვევა მიკროვიალების შიდა კედლებზე უწყვეტი და საიმედო მეტალის საწყისი ფენის ფორმირებაა.
1. როგორ ხდება ელექტრული უწყვეტობის დადგენა კერამიკული მიკროვიალების საშუალებით?
მეტალიზაციის გზით DPC, როგორც წესი, იწყება ლაზერული ბურღვით, კერამიკულ სუბსტრატში მიკროვიალების წარმოქმნის მიზნით, ძირითადად კონუსური ან სწორი ხვრელების სახით. შემდეგ მიკროვიალები და სუბსტრატის ზედაპირი საფუძვლიანად იწმინდება და დეგაზირდება ბურღვის ნარჩენების, ტენიანობის და სხვა დამაბინძურებლების მოსაშორებლად. ვაკუუმური გაფრქვევის პროცესი შემდგომში გამოიყენება Ti ადჰეზიური ფენის დასაფენად, როგორც წესი, 50–200 ნმ სისქის, რასაც მოჰყვება Cu გამტარი საწყისი ფენის, როგორც წესი, 0.5–2 მკმ სისქის, დატანა სუბსტრატის ზედაპირზე და მიკროვიალების შიდა კედლების გასწვრივ.
ტიტანის ფენა ემსახურება როგორც ადჰეზიურ ფენას, რათა გააუმჯობესოს ლითონის ფენასა და კერამიკულ სუბსტრატს შორის შეერთების სიმტკიცე, ხოლო სპილენძის საწყისი ფენა უზრუნველყოფს უწყვეტ გამტარ საფუძველს შემდგომი ელექტრომოლარიზაციისთვის. სპილენძის ფენა შემდეგ კიდევ უფრო მტკიცდება ელექტრომოლარიზაციის გზით, როგორც წესი, 5–20 მკმ სისქემდე, რაც საბოლოოდ უზრუნველყოფს საიმედო ელექტრულ უწყვეტობას წინა და უკანა მხარეს წრედებს შორის მეტალიზებული ვილების მეშვეობით. მარტივად რომ ვთქვათ, ვაკუუმური გაფრქვევა უზრუნველყოფს გამტარ საფუძველს, ხოლო შემდგომი ელექტრომოლარიზაცია ზრდის სპილენძის სისქეს, რითაც ამცირებს ვილების წინააღმდეგობას და აუმჯობესებს ურთიერთდაკავშირების საიმედოობას.
მიუხედავად იმისა, რომ პროცესი ერთი შეხედვით მარტივი ჩანს, ურთიერთდაკავშირების გზით მისი საიმედოობა ერთ კრიტიკულ წინაპირობაზეა დამოკიდებული: Ti/Cu-ს სათესლე ფენამ მთლიანად და უწყვეტად უნდა დაფაროს სუბსტრატის ზედაპირი და თითოეული მიკროვიუსის მთელი შიდა კედელი.
2. DPC ვიასებისთვის Ti/Cu სათესლე ფენების ვაკუუმური გაფრქვევის ოთხი ძირითადი გამოწვევა
ვიწრო მიკროვიალებს შიგნით უწყვეტი დათესვის ფენის ფორმირება სულაც არ არის მარტივი. ვიალებს შიგნით დარჩენილმა ნარჩენებმა შეიძლება ხელი შეუშალოს ფირის ადჰეზიას, ხოლო მიკროვიალების გეომეტრია გვერდითი კედლის დაფარვას სულ უფრო ართულებს. დათესვის ფენაში ლოკალურმა წყვეტებმა შეიძლება შეაფერხოს შემდგომი ელექტრომობილიზაცია, ხოლო სხვადასხვა სუბსტრატის ადგილმდებარეობასა და წარმოების პარტიებს შორის ვარიაციები შეიძლება გავლენა იქონიოს პროცესის საერთო სტაბილურობაზე. მეტალიზაციის გზით DPC-სთვის ვაკუუმური გაფრქვევის ძირითადი გამოწვევები შეიძლება ოთხ სფეროში შევაჯამოთ.
1. ვიას შიგნით არსებულმა ნარჩენებმა შეიძლება ხელი შეუშალოს აპკის ადჰეზიას
ლაზერული ბურღვის შემდეგ, კერამიკული სუბსტრატები შეიძლება შეიცავდეს კერამიკულ ნაწილაკებს, გადამუშავებულ მასალას, ბურღვის ნარჩენებს და მიკროვიებში ადსორბირებულ ტენიანობას. მცირე დიამეტრისა და მაღალი ასპექტის თანაფარდობის მქონე მიკროვიებში ამ ნარჩენების მოცილება ხშირად გაცილებით რთულია, ვიდრე ზედაპირის დაბინძურება. თუ გაწმენდა და დეგაზაცია არასაკმარისია, ტიტანის ადჰეზიის ფენამ შეიძლება ვერ შექმნას ძლიერი და საიმედო კავშირი კერამიკულ გვერდით კედელთან. ასეთი დეფექტები შეიძლება არ გამოვლინდეს დაუყოვნებლივ დაფარვის შემდეგ, მაგრამ თანდათანობით შეიძლება გადაიზარდოს ბუშტუკების წარმოქმნასა და დელამინაციაში შემდგომი ელექტროგალვანიზაციის, შედუღების ან მაღალტემპერატურული ოპერაციის დროს.
2. მაღალი ასპექტის თანაფარდობა გვერდითი კედლების დაფარვას ართულებს
მიკროვიას გაფრქვევის სირთულის შეფასება მხოლოდ მისი სიღრმით არ შეიძლება; გამტარის სიღრმესა და გამტარის დიამეტრს შორის თანაფარდობა - ასპექტის თანაფარდობა - არანაკლებ მნიშვნელოვანია. მაგალითად, 60 მკმ დიამეტრისა და 300 მკმ სიღრმის გამტარს აქვს ასპექტის თანაფარდობა 5:1. ასპექტის თანაფარდობის ზრდასთან ერთად, გამტარის შესასვლელი ქმნის გაფრქვეული ნაწილაკების უფრო დიდ გეომეტრიულ დაჩრდილვას, რაც ამცირებს ნაწილაკების რაოდენობას, რომლებსაც შეუძლიათ გვერდითი კედლის შუა მონაკვეთამდე მიღწევა. ამან შეიძლება გამოიწვიოს შედარებით სქელი აპკები სუბსტრატის ზედაპირზე და გამტარის ღიობის მახლობლად, ხოლო გამტარის გვერდითი კედლის შუა მონაკვეთი მნიშვნელოვნად უფრო თხელი ან თუნდაც წყვეტილი ხდება.
3. არასრული სათესლე ფენა შეიძლება ხელს უშლიდეს საიმედო ურთიერთკავშირს
მეტალიზაციის გზით DPC-ის ფუნდამენტური მოთხოვნა არ არის მხოლოდ სპილენძის არსებობა გამტარი მილის კედელზე, არამედ ის, შეუძლია თუ არა Ti/Cu-ს საწყისი ფენა უწყვეტად გავრცელდეს სუბსტრატის წინა მხრიდან, მთელი გამტარი მილის გვერდითი კედლის გასწვრივ, უკანა მხარეს. საწყისი ფენის მცირე წყვეტასაც კი შეუძლია ხელი შეუშალოს შემდგომი ელექტრომობილიზაციისთვის საჭირო გამტარ გზას. ამიტომ, საწყისი ფენის ხარისხი არ შეიძლება შეფასდეს მხოლოდ ზედაპირის გარეგნობით ან საშუალო ფენის სისქით. განსაკუთრებული ყურადღება უნდა მიექცეს გამტარი მილის გვერდითი კედლის ყველაზე წვრილ მონაკვეთს და შენარჩუნებულია თუ არა უწყვეტი ელექტროგამტარობა მთელ მეტალიზებული გზის განმავლობაში.
4. ერთი ნიმუშის გავლა პარტიიდან პარტიამდე სტაბილურობას არ იძლევა გარანტიას
ერთ ნიმუშზე საჭირო ზედაპირული ფენის სისქის მიღწევა სულაც არ ნიშნავს იმას, რომ პროცესი მზადაა მასობრივი წარმოებისთვის. DPC წარმოება ასევე მოითხოვს საფარის ერთგვაროვნების მკაცრ კონტროლს წინა და უკანა ზედაპირებს, სუბსტრატის ცენტრალურ და კიდის რეგიონებს შორის, სხვადასხვა სამაგრების პოზიციებს შორის და პარტიიდან პარტიამდე. კერამიკული სუბსტრატებისთვის, რომლებიც შეიცავს დიდი რაოდენობით მიკროვიებს, პროცესის შეფასება არ უნდა იყოს ორიენტირებული მხოლოდ ფენის საშუალო სისქეზე. უფრო მნიშვნელოვანია, რომ ხვრელის გვერდითი კედლის ყველაზე თხელი რეგიონი მუდმივად უნდა ინარჩუნებდეს შემდგომი ელექტრომოლარიზაციისთვის საჭირო ელექტროგამტარობას.
3. რა ხდება, როდესაც თესლის ფენა სწორად არ არის დალექილი?
Ti/Cu-ს საწყისი ფენა უზრუნველყოფს გამტარ საფუძველს, რომელიც საჭიროა შემდგომი ელექტრომობილიზაციისთვის. თუ გამტარი მილის გვერდით კედელზე საწყისი ფენა ძალიან თხელია, არასრულიად დაფარულია ან შეიცავს წყვეტებს, ელექტრომობილიზაციის დენის უწყვეტად გადაცემა შეუძლებელია გვერდით კედელზე და სპილენძის იონების სათანადოდ შემცირება და დეფექტურ ადგილებში დალექვა შეუძლებელია. ელექტრომობილიზაციის გაგრძელებისას და სპილენძის ფენის დაგროვებისას, თავდაპირველად არასაკმარისი დაფარვის მცირე უბნები შეიძლება გადაიზარდოს სპილენძის ფენის სიცარიელეებად, ლოკალიზებულ სისქის დეფიციტად ან გამტარ მილში წყვეტილ მობილიზაციად.
ეს დეფექტები პირდაპირ გავლენას ახდენს კერამიკული სუბსტრატის წინა და უკანა მხარეებზე არსებული წრედების ურთიერთდაკავშირების ხარისხზე. ნაკლებად მძიმე შემთხვევებში, მათ შეიძლება გამოიწვიონ გამტარობის გაზრდა, ლოკალიზებული სითბოს გამომუშავება და ელექტრული მუშაობის რყევები. უფრო სერიოზულ შემთხვევებში, ორივე მხარეს არსებულ წრედებში შეიძლება ვერ იყოს უზრუნველყოფილი ელექტრული უწყვეტობა. შემდგომი შედუღების, მაღალტემპერატურული დაძველების ან თერმული ციკლის დროს, დეფექტურ ადგილებში შეიძლება განვითარდეს ბუშტუკები, დელამინაცია ან წრედის ბზარები, რაც ამცირებს პროდუქტის მოსავლიანობას და გრძელვადიან საიმედოობას და პოტენციურად იწვევს მოწყობილობის გაუმართაობას.
4. Zhenhua Vacuum-ის მეტალიზაციის გზით კერამიკული სუბსტრატის მასობრივი წარმოების გადაწყვეტა — DPC კერამიკული სუბსტრატის ვაკუუმური საფარის წარმოების ხაზი
აღჭურვილობის უპირატესობები:
ავტომატიზაცია: სრულად ავტომატიზირებული საფარისა და სამუშაო ნაწილის გადამტანის გადაცემის სისტემა ამცირებს ხელით ჩარევას, ამავდროულად აუმჯობესებს წარმოების ეფექტურობას და ამცირებს საერთო ციკლის დროს.
გამტარუნარიანობა: იტევს 120 მმ × 120 მმ სუბსტრატებს საათში 288 ცალის წარმოების სიმძლავრით.
შესრულება: აუმჯობესებს ელექტროგამტარობას და ამავდროულად აძლიერებს კერამიკული სუბსტრატის სითბოს გაფრქვევის მახასიათებლებს.
მეტალიზაციის გზით: ოპტიმიზებული მაგნიტური ველის კონფიგურაცია უზრუნველყოფს მიკროვიებში ეფექტურ და ერთგვაროვან საფარის დაფარვას.
პროცესი: ხელს უწყობს ორმხრივ დაფარვას ფირის სისქის საერთო ერთგვაროვნებისა და საფარის თანმიმდევრულობის გასაუმჯობესებლად.
აპლიკაციები:
აღჭურვილობას შეუძლია სხვადასხვა ელემენტარული ლითონის აპკების, მათ შორის Ti, Cu, Al, Sn, Cr, Ag და Ni-ის დალექვა და ფართოდ გამოიყენება ნახევარგამტარული და ელექტრონული კომპონენტების ინდუსტრიაში, როგორიცაა კერამიკული სუბსტრატები, კერამიკული კონდენსატორები და LED კერამიკული შეფუთვები/საყრდენები.
5. დასკვნა
Zhenhua Vacuum-ი ფოკუსირებულია DPC-ის წარმოებისთვის წინა ვაკუუმური გაფრქვევის პროცესზე. მიკროვირუსული გვერდითი კედლის დაფარვის გაუმჯობესებით და ორმხრივი საფარის ტექნოლოგიის ავტომატიზირებულ წარმოებასთან კომბინირებით, გადაწყვეტა უზრუნველყოფს სტაბილურ Ti/Cu სათესლე ფენებს შემდგომი ელექტრომოლარიზაციისთვის და საიმედო ურთიერთდაკავშირების გზით. ეს ეხმარება მომხმარებლებს მიაღწიონ თანმიმდევრულ მასობრივ წარმოებას, ამავდროულად მხარს უჭერს DPC კერამიკული სუბსტრატების უფრო ფართო გამოყენებას ნახევარგამტარულ და მოწინავე ელექტრონულ აპლიკაციებში.
- ეს სტატია გამოქვეყნდა ვაკუუმური საფარის აღჭურვილობის მწარმოებელიჟენჰუას ვაკუუმი
გამოქვეყნების დრო: 2026 წლის 27 აგვისტო