Memandangkan cip dan peranti elektronik terus berkembang ke arah pengecilan dan penyepaduan yang lebih tinggi, fabrikasi litar semata-mata pada permukaan substrat seramik tidak lagi dapat memenuhi keperluan interkoneksi dan penghalaan yang semakin mendesak. Oleh itu, mikrovia diperlukan untuk menyambungkan bahagian hadapan dan belakang substrat secara elektrik, memendekkan laluan interkoneksi dan meningkatkan ketumpatan litar. Hasilnya, teknologi DPC (Tembaga Bersadur Terus) melalui metalisasi telah digunakan secara meluas dalam aplikasi termasuk LED, laser, komunikasi optik, peranti RF dan elektronik kuasa.
Walau bagaimanapun, substrat seramik secara semulajadinya bersifat penebat elektrik. Hanya membentuk mikrovia melalui substrat tidak mewujudkan kesinambungan elektrik antara kedua-dua belah pihak. Cabaran sebenar adalah untuk membentuk lapisan benih logam yang berterusan dan boleh dipercayai di sepanjang dinding dalam mikrovia.
1. Bagaimanakah Kesinambungan Elektrik Diwujudkan Melalui Mikrovia Seramik?
DPC melalui metalisasi biasanya bermula dengan penggerudian laser untuk membentuk mikrovia dalam substrat seramik, biasanya dalam bentuk lubang tirus atau lurus. Mikrovia dan permukaan substrat kemudiannya dibersihkan dan dinyahgas secara menyeluruh untuk membuang sisa penggerudian, kelembapan dan bahan cemar lain. Proses percikan vakum kemudiannya digunakan untuk memendapkan lapisan lekatan Ti, biasanya setebal 50–200 nm, diikuti dengan lapisan benih konduktif Cu, biasanya setebal 0.5–2 μm, pada permukaan substrat dan di sepanjang dinding dalam mikrovia.
Lapisan Ti berfungsi sebagai lapisan lekatan untuk meningkatkan kekuatan ikatan antara filem logam dan substrat seramik, manakala lapisan benih Cu menyediakan asas konduktif berterusan untuk penyaduran elektrik berikutnya. Lapisan kuprum kemudiannya dibina lagi melalui penyaduran elektrik, biasanya dengan ketebalan 5–20 μm, akhirnya mewujudkan kesinambungan elektrik yang boleh dipercayai antara litar di bahagian hadapan dan belakang melalui vias yang dilogamkan. Secara ringkasnya, percikan vakum menyediakan asas konduktif, manakala penyaduran elektrik berikutnya membina ketebalan kuprum, sekali gus mengurangkan rintangan via dan meningkatkan kebolehpercayaan interkoneksi.
Walaupun prosesnya kelihatan mudah, kebolehpercayaan melalui sambungan bergantung pada satu prasyarat kritikal: lapisan benih Ti/Cu mesti menutupi permukaan substrat dan seluruh dinding dalaman setiap mikrovia sepenuhnya dan berterusan.
2. Empat Cabaran Utama Lapisan Benih Ti/Cu Penyemburan Vakum untuk Via DPC
Membentuk lapisan benih berterusan di dalam mikrovia yang sempit bukanlah sesuatu yang mudah. Sisa yang tinggal di dalam via boleh menjejaskan lekatan filem, manakala geometri mikrovia menjadikan liputan dinding sisi semakin sukar. Ketakselanjaran setempat dalam lapisan benih boleh mengganggu penyaduran elektrik berikutnya, manakala variasi antara lokasi substrat yang berbeza dan kelompok pengeluaran boleh menjejaskan kestabilan proses keseluruhan. Cabaran utama percikan vakum untuk DPC melalui penglogaman boleh diringkaskan dalam empat bidang.
1. Sisa di dalam Vias Boleh Mengganggu Lekatan Filem
Selepas penggerudian laser, substrat seramik mungkin mengandungi zarah seramik, bahan tuangan semula, serpihan penggerudian dan kelembapan yang terserap di dalam mikrovia. Bagi mikrovia dengan diameter kecil dan nisbah aspek yang tinggi, sisa-sisa ini selalunya lebih sukar untuk disingkirkan daripada pencemaran permukaan. Jika pembersihan dan penyahgasan tidak mencukupi, lapisan lekatan Ti mungkin tidak membentuk ikatan yang kuat dan andal dengan dinding sisi seramik. Kecacatan sedemikian mungkin tidak akan kelihatan serta-merta selepas salutan, tetapi secara beransur-ansur boleh berkembang menjadi melepuh dan delaminasi semasa penyaduran elektrik, pematerian atau operasi suhu tinggi berikutnya.
2. Nisbah Aspek yang Lebih Tinggi Menjadikan Liputan Dinding Sisi Lebih Sukar
Kesukaran percikan mikrovia tidak boleh dinilai semata-mata berdasarkan kedalamannya; nisbah antara kedalaman via dan diameter via—nisbah aspek—adalah sama pentingnya. Contohnya, via dengan diameter 60 μm dan kedalaman 300 μm mempunyai nisbah aspek 5:1. Apabila nisbah aspek meningkat, pintu masuk via menghasilkan bayangan geometrik zarah-zarah yang terpercik yang lebih besar, sekali gus mengurangkan bilangan zarah yang boleh sampai ke bahagian tengah dinding sisi. Ini boleh menghasilkan filem yang agak tebal pada permukaan substrat dan berhampiran bukaan via, manakala bahagian tengah dinding sisi via menjadi lebih nipis atau tidak berterusan.
3. Lapisan Benih yang Tidak Lengkap Boleh Menghalang Sambungan Melalui Sambungan yang Boleh Dipercayai
Keperluan asas DPC melalui metalisasi bukan sekadar sama ada kuprum terdapat pada dinding via, tetapi sama ada lapisan benih Ti/Cu boleh memanjang secara berterusan dari bahagian hadapan substrat, di sepanjang keseluruhan dinding sisi via, ke bahagian belakang. Walaupun sedikit ketakselanjaran dalam lapisan benih boleh mengganggu laluan konduktif yang diperlukan untuk penyaduran elektrik berikutnya. Oleh itu, kualiti lapisan benih tidak boleh dinilai semata-mata melalui rupa permukaan atau ketebalan filem purata. Perhatian khusus mesti diberikan kepada bahagian paling nipis dinding sisi via dan sama ada kekonduksian elektrik berterusan dikekalkan di seluruh laluan logam.
4. Meluluskan Satu Sampel Tidak Menjamin Kestabilan Kelompok-ke-Kelompok
Mencapai ketebalan filem permukaan yang diperlukan pada satu sampel tidak semestinya bermakna proses tersebut sedia untuk pengeluaran besar-besaran. Pembuatan DPC juga memerlukan kawalan ketat terhadap keseragaman salutan antara permukaan hadapan dan belakang, antara kawasan tengah dan tepi substrat, merentasi kedudukan lekapan yang berbeza, dan dari kelompok ke kelompok. Bagi substrat seramik yang mengandungi sejumlah besar mikrovia, penilaian proses tidak seharusnya tertumpu semata-mata pada ketebalan filem purata. Lebih penting lagi, kawasan paling nipis pada dinding sisi via mesti mengekalkan kekonduksian elektrik yang diperlukan untuk penyaduran elektrik berikutnya secara konsisten.
3. Apa yang Berlaku Apabila Lapisan Benih Tidak Dimendapkan dengan Betul?
Lapisan benih Ti/Cu menyediakan asas konduktif yang diperlukan untuk penyaduran elektrik berikutnya. Jika lapisan benih pada dinding sisi via terlalu nipis, tidak dilitupi sepenuhnya, atau mengandungi ketakselanjaran, arus penyaduran elektrik tidak boleh dipindahkan secara berterusan di sepanjang dinding sisi, dan ion kuprum tidak boleh dikurangkan dan dimendapkan dengan betul di lokasi yang rosak. Apabila penyaduran elektrik berterusan dan lapisan kuprum terkumpul, pada mulanya kawasan kecil yang tidak dilitupi dengan mencukupi boleh berkembang menjadi lompang lapisan kuprum, kekurangan ketebalan setempat, atau penyaduran tidak berterusan dalam via.
Kecacatan ini secara langsung menjejaskan kualiti sambungan litar di bahagian hadapan dan belakang substrat seramik. Dalam kes yang kurang teruk, ia boleh mengakibatkan peningkatan rintangan melalui, penjanaan haba setempat dan turun naik dalam prestasi elektrik. Dalam kes yang lebih serius, litar di kedua-dua belah pihak mungkin gagal mencapai kesinambungan elektrik. Semasa pematerian berikutnya, penuaan suhu tinggi atau kitaran haba, kawasan yang rosak mungkin akan mengalami lepuh, delaminasi atau keretakan litar, sekali gus mengurangkan hasil produk dan kebolehpercayaan jangka panjang dan berpotensi mengakibatkan kegagalan peranti.
4. Penyelesaian Pengeluaran Besar-besaran Zhenhua Vacuum untuk Substrat Seramik Melalui Metalisasi — Barisan Pengeluaran Salutan Vakum Substrat Seramik DPC
Kelebihan Peralatan:
Automasi: Sistem pemindahan salutan dan pembawa bahan kerja yang automatik sepenuhnya mengurangkan intervensi manual sambil meningkatkan kecekapan pengeluaran dan memendekkan masa kitaran keseluruhan.
Daya pemprosesan: Menyokong substrat 120 mm × 120 mm dengan kapasiti pengeluaran sehingga 288 keping sejam.
Prestasi: Meningkatkan kekonduksian elektrik sambil mempertingkatkan prestasi pelesapan haba substrat seramik.
Melalui Pengmetalan: Konfigurasi medan magnet yang dioptimumkan membolehkan liputan salutan yang cekap dan seragam dalam mikrovia.
Proses: Menyokong salutan dua sisi untuk meningkatkan keseragaman ketebalan filem keseluruhan dan konsistensi salutan.
Aplikasi:
Peralatan ini boleh memendapkan pelbagai filem logam unsur, termasuk Ti, Cu, Al, Sn, Cr, Ag dan Ni, dan telah digunakan secara meluas dalam industri semikonduktor dan komponen elektronik untuk aplikasi seperti substrat seramik, kapasitor seramik dan pakej/sokongan seramik LED.
5. Kesimpulan
Zhenhua Vacuum memberi tumpuan kepada proses penyemburan vakum bahagian hadapan untuk pembuatan DPC. Dengan meningkatkan liputan dinding sisi mikrovia dan menggabungkan teknologi salutan dua sisi dengan pengeluaran automatik, penyelesaian ini menyediakan lapisan benih Ti/Cu yang stabil untuk penyaduran elektrik seterusnya dan boleh dipercayai melalui sambungan. Ini membantu pelanggan mencapai pengeluaran besar-besaran yang konsisten sambil menyokong penggunaan substrat seramik DPC yang lebih luas dalam aplikasi semikonduktor dan elektronik canggih.
-Artikel ini diterbitkan oleh pengeluar peralatan salutan vakumVakum Zhenhua
Masa siaran: 27 Ogos 2026