Како се чипови и електронски уређаји настављају развијати ка минијатуризацији и већој интеграцији, израда кола искључиво на површини керамичких подлога више не може да задовољи све захтевније захтеве за међусобно повезивање и усмеравање. Стога су потребне микропролазне везе за електрично повезивање предње и задње стране подлоге, скраћујући путање међусобног повезивања и повећавајући густину кола. Као резултат тога, DPC (директно позлаћени бакар) путем технологије метализације је широко примењена у апликацијама које укључују ЛЕД диоде, ласере, оптичке комуникације, РФ уређаје и енергетску електронику.
Међутим, керамичке подлоге су по својој природи електрично изолујуће. Само формирање микроотвора кроз подлогу не успоставља електрични континуитет између две стране. Прави изазов је формирање континуираног и поузданог металног слоја дуж унутрашњих зидова микроотвора.
1. Како се успоставља електрични континуитет помоћу керамичких микроотвора?
Метализација дигиталног парафинског челика (DPC) обично почиње ласерским бушењем како би се формирали микроотвори у керамичкој подлози, углавном у облику конусних или праволинијских рупа. Микроотвори и површина подлоге се затим темељно чисте и дегазирају како би се уклонили остаци бушења, влага и други загађивачи. Након тога се користи процес вакуумског распршивања за наношење Ti адхезионог слоја, обично дебљине 50–200 nm, након чега следи Cu проводни слој семена, обично дебљине 0,5–2 μm, на површину подлоге и дуж унутрашњих зидова микроотвора.
Слој Ti служи као адхезионни слој за побољшање чврстоће везе између металног филма и керамичке подлоге, док слој Cu семена пружа континуирану проводљиву основу за накнадно галванизовање. Слој бакра се затим додатно надоградњује галванизовањем, обично до дебљине од 5–20 μm, успостављајући на крају поуздан електрични континуитет између кола на предњој и задњој страни кроз метализоване отворе. Једноставно речено, вакуумско распршивање обезбеђује проводљиву основу, док накнадно галванизовање повећава дебљину бакра, чиме се смањује отпор отвора и побољшава поузданост међусобне везе.
Иако се процес чини једноставним, поуздано међусобно повезивање зависи од једног критичног предуслова: слој Ti/Cu семена мора потпуно и континуирано покривати површину подлоге и цео унутрашњи зид сваке микровија.
2. Четири кључна изазова вакуумског распршивања Ti/Cu слојева семена за DPC виа
Формирање континуираног слоја семена унутар уских микроотвора није ни близу једноставног. Остаци који остају унутар отвора могу угрозити адхезију филма, док геометрија микроотвора чини покривање бочних зидова све тежим. Локални дисконтинуитети у слоју семена могу прекинути накнадну галванизацију, док варијације између различитих локација подлоге и производних серија могу утицати на укупну стабилност процеса. Кључни изазови вакуумског распршивања за DPC путем метализације могу се сумирати у четири области.
1. Остаци унутар отвора могу угрозити пријањање филма
Након ласерског бушења, керамичке подлоге могу да садрже керамичке честице, рециклирани материјал, остатке од бушења и адсорбовану влагу унутар микроотвора. Код микроотвора малих пречника и високих односа ширине и висине, ове остатке је често много теже уклонити него површинску контаминацију. Ако чишћење и дегазација нису довољни, адхезионски слој Ti можда неће формирати јаку и поуздану везу са керамичком бочном страном. Такви дефекти можда неће постати одмах видљиви након наношења премаза, али се могу постепено развити у стварање мехурића и деламинацију током накнадног галванизовања, лемљења или рада на високим температурама.
2. Већи однос ширине и висине отежава покривање бочних зидова
Тешкоћа распршивања микропролаза не може се проценити само по његовој дубини; однос између дубине пролаза и пречника пролаза – однос ширине и висине – је подједнако важан. На пример, пролаз пречника 60 μm и дубине од 300 μm има однос ширине и висине 5:1. Како се однос ширине и висине повећава, улаз у пролаз ствара веће геометријско сенчење распршених честица, смањујући број честица које могу достићи средњи део бочног зида. Ово може довести до релативно дебелих филмова на површини подлоге и близу отвора пролаза, док средњи део бочног зида пролаза постаје знатно тањи или чак дисконтинуиран.
3. Непотпуни слој семена може спречити поуздано повезивање путем
Основни захтев за DPC вија метализацију није само да ли је бакар присутан на зиду вија, већ да ли се Ti/Cu слој семена може континуирано протезати од предње стране подлоге, дуж целог бочног зида вија, до задње стране. Чак и мали дисконтинуитет у слоју семена може прекинути проводни пут потребан за накнадну галванизацију. Стога се квалитет слоја семена не може проценити само на основу изгледа површине или просечне дебљине филма. Посебна пажња мора се обратити на најтањи део бочног зида вија и на то да ли се континуирана електрична проводљивост одржава дуж метализованог пута.
4. Пропуштање једног узорка не гарантује стабилност од серије до серије
Постизање потребне дебљине површинског филма на једном узорку не значи нужно да је процес спреман за масовну производњу. Производња дигиталног превлака (DPC) такође захтева строгу контролу једноликости премаза између предње и задње површине, између средишњег и ивичног дела подлоге, на различитим положајима причвршћивача и од серије до серије. За керамичке подлоге које садрже велики број микроотвора, процена процеса не би требало да се фокусира искључиво на просечну дебљину филма. Још важније, најтањи део бочног зида отвора мора константно одржавати електричну проводљивост потребну за накнадну галванизацију.
3. Шта се дешава када слој семена није правилно положен?
Ti/Cu слој семена пружа проводљиву основу потребну за накнадно галванизовање. Ако је слој семена на бочном зиду отвора превише танак, непотпуно прекривен или садржи дисконтинуитете, струја галванизације не може се континуирано преносити дуж бочног зида, а јони бакра не могу се правилно редуковати и таложити на дефектним местима. Како галванизација напредује и слој бакра се накупља, у почетку мање области недовољне покривености могу се развити у шупљине у слоју бакра, локализоване недостатке дебљине или дисконтинуирано превлачење унутар отвора.
Ови дефекти директно утичу на квалитет међусобне повезаности кола на предњој и задњој страни керамичке подлоге. У мање тешким случајевима, могу довести до повећаног отпора преко пролаза, локализованог стварања топлоте и флуктуација у електричним перформансама. У озбиљнијим случајевима, кола на обе стране можда неће постићи електрични континуитет. Током накнадног лемљења, старења на високим температурама или термичког циклирања, неисправна подручја могу даље развити стварање мехурића, деламинацију или пуцање кола, смањујући принос производа и дугорочну поузданост и потенцијално доводећи до квара уређаја.
4. Решење за масовну производњу керамичких подлога путем метализације компаније Zhenhua Vacuum — производна линија за вакуумско премазивање керамичких подлога DPC
Предности опреме:
Аутоматизација: Потпуно аутоматизовани систем за наношење премаза и пренос носача радног предмета смањује ручну интервенцију, истовремено побољшавајући ефикасност производње и скраћујући укупно време циклуса.
Пропусност: Подржава подлоге димензија 120 мм × 120 мм са производним капацитетом до 288 комада на сат.
Перформансе: Побољшава електричну проводљивост уз истовремено побољшање перформанси одвођења топлоте керамичке подлоге.
Метализација преко отвора: Оптимизована конфигурација магнетног поља омогућава ефикасно и равномерно покривање премазом унутар микроотвора.
Процес: Подржава двострано премазивање ради побољшања укупне уједначености дебљине филма и конзистентности премаза.
Примене:
Опрема може да наноси разне елементарне металне филмове, укључујући Ti, Cu, Al, Sn, Cr, Ag и Ni, и широко се примењује у индустрији полупроводника и електронских компоненти за примене као што су керамичке подлоге, керамички кондензатори и керамичка кућишта/носачи за ЛЕД диоде.
5. Закључак
Женхуа Вакуум се фокусира на процес вакуумског распршивања на предњем делу производње ДПЦ-а. Побољшањем покривања бочних зидова микропрелива и комбиновањем технологије двостраног премазивања са аутоматизованом производњом, решење обезбеђује стабилне Ti/Cu слојеве за накнадну галванизацију и поуздано међусобно повезивање. Ово помаже купцима да постигну конзистентну масовну производњу, истовремено подржавајући ширу примену ДПЦ керамичких подлога у полупроводничким и напредним електронским апликацијама.
-Овај чланак је објављен од стране произвођач опреме за вакуумско премазивањеЖенхуа Вакуум
Време објаве: 27. август 2026.