Чиптер мен электрондық құрылғылар миниатюризациялау мен жоғары интеграцияға қарай дамып келе жатқандықтан, тек керамикалық негіздердің бетінде тізбек жасау енді өзара байланыс пен бағыттаудың барған сайын күшейіп келе жатқан талаптарын қанағаттандыра алмайды. Сондықтан микровиалар негіздің алдыңғы және артқы жағын электрлік түрде қосу үшін қажет, бұл өзара байланыс жолдарын қысқартады және тізбек тығыздығын арттырады. Нәтижесінде, металлдау технологиясы арқылы DPC (тікелей жалатылған мыс) жарықдиодты шамдар, лазерлер, оптикалық байланыс, РФ құрылғылары және қуат электроникасы сияқты қолданбаларда кеңінен қолданылды.
Дегенмен, керамикалық негіздер электрлік оқшаулағыш болып табылады. Микровияларды негіз арқылы жай ғана қалыптастыру екі жақ арасында электрлік үздіксіздікті орнатпайды. Нағыз қиындық - микровиялардың ішкі қабырғалары бойымен үздіксіз және сенімді металл тұқым қабатын қалыптастыру.
1. Керамикалық микротолқындар арқылы электрлік үздіксіздік қалай анықталады?
Металлдау арқылы ДПК әдетте керамикалық негізде микровияларды қалыптастыру үшін лазерлік бұрғылаудан басталады, әдетте конус тәрізді немесе түзу тесіктер түрінде болады. Содан кейін микровиялар мен негіз беті мұқият тазаланады және бұрғылау қалдықтарын, ылғалды және басқа да ластаушы заттарды кетіру үшін газсыздандырылады. Кейіннен негіз бетіне және микровиялардың ішкі қабырғалары бойымен әдетте 50-200 нм қалыңдықтағы Ti адгезия қабатын, содан кейін әдетте 0,5-2 мкм қалыңдықтағы Cu өткізгіш тұқым қабатын орналастыру үшін вакуумдық тозаңдату процесі қолданылады.
Ti қабаты металл пленка мен керамикалық негіз арасындағы байланыс беріктігін жақсарту үшін адгезия қабаты ретінде қызмет етеді, ал Cu тұқым қабаты кейінгі электродтау үшін үздіксіз өткізгіш негізді қамтамасыз етеді. Содан кейін мыс қабаты электродтау арқылы, әдетте 5-20 мкм қалыңдыққа дейін күшейтіледі, сайып келгенде, металлданған өткізгіштер арқылы алдыңғы және артқы жағындағы тізбектер арасында сенімді электрлік үздіксіздікті орнатады. Қарапайым тілмен айтқанда, вакуумдық тозаңдату өткізгіш негізді қамтамасыз етеді, ал кейінгі электродтау мыс қалыңдығын арттырады, осылайша өткізгіш кедергіні азайтады және өзара байланыс сенімділігін арттырады.
Процесс қарапайым болып көрінгенімен, өзара байланыс арқылы сенімділік бір маңызды алғышартқа байланысты: Ti/Cu тұқым қабаты әрбір микроорганизмнің субстрат бетін және ішкі қабырғасын толығымен және үздіксіз жабуы керек.
2. DPC Vias үшін Ti/Cu тұқым қабаттарын вакуумдық бүркудің төрт негізгі мәселесі
Тар микровиялардың ішінде үздіксіз тұқым қабатын қалыптастыру оңай емес. Өткізгіштердің ішінде қалған қалдықтар пленка адгезиясын бұзуы мүмкін, ал микровия геометриясы бүйір қабырғасын жабуды қиындатады. Тұқым қабатындағы жергілікті үзілістер кейінгі электродты қаптауды үзуі мүмкін, ал әртүрлі субстрат орындары мен өндіріс партиялары арасындағы ауытқулар жалпы процестің тұрақтылығына әсер етуі мүмкін. Металлдау арқылы ДПК үшін вакуумдық тозаңдатудың негізгі қиындықтарын төрт салада қорытындылауға болады.
1. Өткізгіштердің ішіндегі қалдықтар пленканың адгезиясын бұзуы мүмкін
Лазерлік бұрғылаудан кейін керамикалық негіздер микровиялардың ішінде керамикалық бөлшектерді, қайта құйылған материалды, бұрғылау қалдықтарын және адсорбцияланған ылғалды қамтуы мүмкін. Кішкентай диаметрлі және жоғары арақатынасты микровиялар үшін бұл қалдықтарды беткі ластануға қарағанда кетіру әлдеқайда қиын. Егер тазалау және газсыздандыру жеткіліксіз болса, Ti адгезия қабаты керамикалық бүйір қабырғасымен берік және сенімді байланыс түзбеуі мүмкін. Мұндай ақаулар жабынмен қапталғаннан кейін бірден байқалмауы мүмкін, бірақ кейінгі электродты қаптау, дәнекерлеу немесе жоғары температуралы жұмыс кезінде біртіндеп көпіршіктердің пайда болуына және қабыршақтануына әкелуі мүмкін.
2. Жоғары арақатынастар бүйір қабырғаларды жабуды қиындатады
Микробиологиялық бүрку қиындығын тек оның тереңдігімен бағалау мүмкін емес; өтпелі тереңдік пен өтпелі диаметр арасындағы қатынас - арақатынас - да маңызды. Мысалы, диаметрі 60 мкм және тереңдігі 300 мкм болатын өтпелі түтіктің арақатынасы 5:1 құрайды. Арақатынасы артқан сайын, өтпелі кіреберіс бүркілген бөлшектердің геометриялық көлеңкесін арттырады, бұл бүйір қабырғасының ортаңғы бөлігіне жететін бөлшектер санын азайтады. Бұл негіз бетінде және өтпелі саңылаудың жанында салыстырмалы түрде қалың қабықшалардың пайда болуына әкелуі мүмкін, ал өтпелі бүйір қабырғасының ортаңғы бөлігі айтарлықтай жұқа немесе тіпті үзік-үзік болады.
3. Толық емес тұқым қабаты өзара байланыс арқылы сенімділікке кедергі келтіруі мүмкін
Металлдау арқылы ДПК-ның негізгі талабы тек мыстың өту қабырғасында болуы ғана емес, сонымен қатар Ti/Cu тұқым қабатының негіздің алдыңғы жағынан, бүкіл өту бүйір қабырғасы бойымен артқы жағына үздіксіз созыла алатындығы. Тіпті тұқым қабатындағы шағын үзіліс кейінгі гальваникалық қаптау үшін қажетті өткізгіш жолды үзуі мүмкін. Сондықтан, тұқым қабатының сапасын тек бетінің сыртқы түрімен немесе орташа қабықша қалыңдығымен бағалау мүмкін емес. Өткізгіш бүйір қабырғасының ең жұқа бөлігіне және металлдалған жол бойында үздіксіз электр өткізгіштігінің сақталатындығына ерекше назар аудару керек.
4. Бір үлгіні тапсыру топтамадан топтамаға тұрақтылыққа кепілдік бермейді
Бір үлгіде қажетті беттік қабықша қалыңдығына қол жеткізу міндетті түрде процестің жаппай өндіріске дайын екенін білдірмейді. DPC өндірісі сонымен қатар алдыңғы және артқы беттер арасында, негіздің орталық және шеткі аймақтары арасында, әртүрлі бекіту позицияларында және партиядан партияға жабынның біркелкілігін қатаң бақылауды талап етеді. Көптеген микровиалары бар керамикалық негіздер үшін процесті бағалау тек орташа қабықша қалыңдығына ғана бағытталмауы керек. Ең бастысы, бүйір қабырғасының ең жұқа аймағы кейінгі гальваникалық қаптау үшін қажетті электр өткізгіштігін үнемі сақтауы керек.
3. Тұқым қабаты дұрыс себілмегенде не болады?
Ti/Cu тұқым қабаты кейінгі гальваникалық қаптау үшін қажетті өткізгіш негізді қамтамасыз етеді. Егер өтетін бүйір қабырғасындағы тұқым қабаты тым жұқа, толық жабылмаған немесе үзілістері болса, гальваникалық қаптау тогы бүйір қабырға бойымен үздіксіз тасымалданбайды, ал мыс иондары дұрыс тотықсызданып, ақаулы жерлерде тұнбайды. Гальваникалық қаптау жалғасып, мыс қабаты жиналған сайын, бастапқыда жеткіліксіз жабылатын шағын аймақтар мыс қабатының бос жерлеріне, жергілікті қалыңдық кемшіліктеріне немесе өтетін жолдағы үзіліссіз қаптамаға айналуы мүмкін.
Бұл ақаулар керамикалық негіздің алдыңғы және артқы жағындағы тізбектердің өзара байланыс сапасына тікелей әсер етеді. Онша ауыр емес жағдайларда олар кедергі арқылы артуға, жергілікті жылу бөлінуіне және электрлік өнімділіктің ауытқуына әкелуі мүмкін. Ауырырақ жағдайларда екі жақтағы тізбектер электрлік үздіксіздікке қол жеткізе алмауы мүмкін. Кейінгі дәнекерлеу, жоғары температурада қартаю немесе термиялық цикл кезінде ақаулы жерлерде көпіршіктердің пайда болуы, деламинация немесе тізбектің жарылуы одан әрі дамуы мүмкін, бұл өнімнің өнімділігі мен ұзақ мерзімді сенімділігін төмендетеді және құрылғының істен шығуына әкелуі мүмкін.
4. Zhenhua вакуумдық машинасының металлдау арқылы керамикалық негізді жаппай өндіру шешімі — DPC керамикалық негізді вакуумдық жабын өндіру желісі
Жабдықтың артықшылықтары:
Автоматтандыру: Толығымен автоматтандырылған жабын және дайындама-тасымалдаушы тасымалдау жүйесі қолмен араласуды азайтады, сонымен қатар өндіріс тиімділігін арттырады және жалпы цикл уақытын қысқартады.
Өткізу қабілеті: сағатына 288 данаға дейін өндірістік қуаты бар 120 мм × 120 мм негіздерді қолдайды.
Өнімділік: Керамикалық негіздің жылу тарату өнімділігін арттыра отырып, электр өткізгіштігін жақсартады.
Металлизация арқылы: Оңтайландырылған магнит өрісінің конфигурациясы микровиаларда тиімді және біркелкі жабын жабуды қамтамасыз етеді.
Процесс: Жалпы пленка қалыңдығының біркелкілігін және жабынның консистенциясын жақсарту үшін екі жақты жабынды қолдайды.
Қолданбалар:
Жабдық Ti, Cu, Al, Sn, Cr, Ag және Ni сияқты әртүрлі элементтік металл қабықшаларын тұндыруға қабілетті және жартылай өткізгіштер мен электронды компоненттер өнеркәсібінде керамикалық негіздер, керамикалық конденсаторлар және жарықдиодты керамикалық қаптамалар/тіректер сияқты қолданбалар үшін кеңінен қолданылады.
5. Қорытынды
Zhenhua Vacuum компаниясы DPC өндірісі үшін алдыңғы вакуумдық тозаңдату процесіне баса назар аударады. Микробиологиялық бүйір қабырғасының жабынын жақсарту және екі жақты жабын технологиясын автоматтандырылған өндіріспен біріктіру арқылы шешім кейінгі электродты қаптау үшін тұрақты Ti/Cu тұқым қабаттарын және өзара байланыс арқылы сенімділікті қамтамасыз етеді. Бұл тұтынушыларға жартылай өткізгіш және озық электронды қолданбаларда DPC керамикалық негіздерін кеңінен енгізуді қолдай отырып, тұрақты жаппай өндіріске қол жеткізуге көмектеседі.
- Бұл мақаланы жариялаған вакуумдық жабын жабдықтарын өндірушіЧжэньхуа шаңсорғышы
Жарияланған уақыты: 2026 жылғы 27 тамыз