Habang patuloy na umuunlad ang mga chip at elektronikong aparato tungo sa miniaturization at mas mataas na integration, ang paggawa ng circuit na nasa ibabaw lamang ng mga ceramic substrate ay hindi na makakatugon sa patuloy na hinihinging mga kinakailangan sa interconnection at routing. Samakatuwid, kinakailangan ang mga microvia upang ikonekta ang harap at likod na bahagi ng substrate sa pamamagitan ng kuryente, na nagpapaikli sa mga interconnect path at nagpapataas ng density ng circuit. Bilang resulta, ang DPC (Direct Plated Copper) sa pamamagitan ng teknolohiya ng metallization ay malawakang ginagamit sa mga aplikasyon kabilang ang mga LED, laser, optical communication, RF device, at power electronics.
Gayunpaman, ang mga ceramic substrate ay likas na nag-iinsulate gamit ang kuryente. Ang simpleng pagbuo ng mga microvia sa substrate ay hindi nagtatatag ng electrical continuity sa pagitan ng dalawang panig. Ang tunay na hamon ay ang pagbuo ng isang tuluy-tuloy at maaasahang metallic seed layer sa mga panloob na dingding ng mga microvia.
1. Paano Naitatatag ang Pagpapatuloy ng Elektrisidad sa Pamamagitan ng mga Ceramic Microvia?
Ang DPC sa pamamagitan ng metalisasyon ay karaniwang nagsisimula sa laser drilling upang bumuo ng mga microvia sa ceramic substrate, kadalasan sa anyo ng mga tapered o straight-through na butas. Ang mga microvia at ibabaw ng substrate ay lubusang nililinis at inaalisan ng gas upang alisin ang mga residue ng pagbabarena, kahalumigmigan, at iba pang mga kontaminante. Isang proseso ng vacuum sputtering ang kasunod na ginagamit upang magdeposito ng isang Ti adhesion layer, karaniwang may kapal na 50–200 nm, na sinusundan ng isang Cu conductive seed layer, karaniwang may kapal na 0.5–2 μm, sa ibabaw ng substrate at sa mga panloob na dingding ng mga microvia.
Ang Ti layer ay nagsisilbing adhesion layer upang mapabuti ang lakas ng pagdikit sa pagitan ng metal film at ceramic substrate, habang ang Cu seed layer ay nagbibigay ng tuluy-tuloy na konduktibong pundasyon para sa kasunod na electroplating. Ang copper layer ay lalong binubuo sa pamamagitan ng electroplating, kadalasan sa kapal na 5–20 μm, na sa huli ay nagtatatag ng maaasahang electrical continuity sa pagitan ng mga circuit sa harap at likod na bahagi sa pamamagitan ng metallized vias. Sa madaling salita, ang vacuum sputtering ay nagbibigay ng konduktibong pundasyon, habang ang kasunod na electroplating ay nagpapatibay sa kapal ng copper, sa gayon ay binabawasan ang via resistance at pinapabuti ang interconnection reliability.
Bagama't tila diretso ang proseso, ang pagiging maaasahan sa pamamagitan ng pagkakabit ay nakasalalay sa isang kritikal na kinakailangan: ang patong ng binhi ng Ti/Cu ay dapat na ganap at patuloy na takpan ang ibabaw ng substrate at ang buong panloob na dingding ng bawat microvia.
2. Apat na Pangunahing Hamon ng Vacuum Sputtering Ti/Cu Seed Layers para sa mga DPC Via
Ang pagbuo ng isang tuluy-tuloy na patong ng binhi sa loob ng makikipot na microvia ay hindi madali. Ang mga natitirang residue sa loob ng vias ay maaaring makasira sa pagdikit ng pelikula, habang ang geometry ng microvia ay nagpapahirap sa pagtakip sa gilid ng dingding. Ang mga lokal na discontinuity sa patong ng binhi ay maaaring makagambala sa kasunod na electroplating, habang ang mga pagkakaiba-iba sa pagitan ng iba't ibang lokasyon ng substrate at mga batch ng produksyon ay maaaring makaapekto sa pangkalahatang katatagan ng proseso. Ang mga pangunahing hamon ng vacuum sputtering para sa DPC sa pamamagitan ng metallization ay maaaring ibuod sa apat na aspeto.
1. Ang mga Nalalabi sa Loob ng mga Vias ay Maaaring Makasira sa Pagdikit ng Pelikula
Pagkatapos ng laser drilling, ang mga ceramic substrate ay maaaring maglaman ng mga ceramic particle, recast material, mga debris sa pagbabarena, at mga adsorbed moisture sa loob ng mga microvia. Para sa mga microvia na may maliliit na diyametro at mataas na aspect ratio, ang mga residue na ito ay kadalasang mas mahirap tanggalin kaysa sa kontaminasyon sa ibabaw. Kung hindi sapat ang paglilinis at pag-alis ng gas, ang Ti adhesion layer ay maaaring hindi bumuo ng isang matibay at maaasahang bond sa ceramic sidewall. Ang mga ganitong depekto ay maaaring hindi agad makita pagkatapos ng coating, ngunit maaaring unti-unting maging blistering at delamination sa panahon ng kasunod na electroplating, soldering, o high-temperature operation.
2. Mas Mahirap ang Pagsaklaw sa Sidewall Dahil sa Mas Mataas na Aspect Ratio
Ang kahirapan ng sputtering ng isang microvia ay hindi maaaring masuri lamang sa pamamagitan ng lalim nito; ang ratio sa pagitan ng lalim ng via at diameter ng via—ang aspect ratio—ay pantay na mahalaga. Halimbawa, ang isang via na may diameter na 60 μm at lalim na 300 μm ay may aspect ratio na 5:1. Habang tumataas ang aspect ratio, ang pasukan ng via ay lumilikha ng mas malaking geometric shadowing ng mga sputtered particle, na binabawasan ang bilang ng mga particle na maaaring umabot sa gitnang bahagi ng sidewall. Maaari itong magresulta sa medyo makapal na mga pelikula sa ibabaw ng substrate at malapit sa butas ng via, habang ang gitnang bahagi ng via sidewall ay nagiging mas manipis o kahit na hindi tuluy-tuloy.
3. Ang Hindi Kumpletong Patong ng Binhi ay Maaaring Makahadlang sa Maaasahang Pagkonekta sa pamamagitan ng Koneksyon
Ang pangunahing kinakailangan ng DPC via metallization ay hindi lamang kung ang tanso ay naroroon sa via wall, kundi kung ang Ti/Cu seed layer ay maaaring patuloy na lumawak mula sa harap na bahagi ng substrate, sa buong via sidewall, hanggang sa likurang bahagi. Kahit ang isang maliit na discontinuity sa seed layer ay maaaring makagambala sa conductive path na kinakailangan para sa kasunod na electroplating. Samakatuwid, ang kalidad ng seed-layer ay hindi maaaring masuri lamang sa pamamagitan ng hitsura ng ibabaw o average na kapal ng film. Ang partikular na atensyon ay dapat bayaran sa pinakamanipis na bahagi ng via sidewall at kung ang patuloy na electrical conductivity ay pinapanatili sa buong metallized path.
4. Ang Pagpasa ng Isang Sample ay Hindi Ginagarantiyahan ang Katatagan ng Batch-to-Batch
Ang pagkamit ng kinakailangang kapal ng surface film sa isang sample ay hindi nangangahulugang handa na ang proseso para sa malawakang produksyon. Ang paggawa ng DPC ay nangangailangan din ng mahigpit na kontrol sa pagkakapareho ng patong sa pagitan ng harap at likod na mga ibabaw, sa pagitan ng gitna at gilid na mga rehiyon ng substrate, sa iba't ibang posisyon ng fixture, at mula sa isang batch patungo sa isa pa. Para sa mga ceramic substrate na naglalaman ng maraming microvia, ang pagsusuri ng proseso ay hindi dapat tumuon lamang sa average na kapal ng film. Higit sa lahat, ang pinakamanipis na rehiyon ng via sidewall ay dapat na palaging mapanatili ang electrical conductivity na kinakailangan para sa kasunod na electroplating.
3. Ano ang Mangyayari Kapag Hindi Maayos na Naideposito ang Patong ng Binhi?
Ang patong ng binhing Ti/Cu ay nagbibigay ng konduktibong pundasyon na kinakailangan para sa kasunod na electroplating. Kung ang patong ng binhi sa gilid ng via ay masyadong manipis, hindi ganap na natatakpan, o may mga discontinuity, ang kuryenteng electroplating ay hindi maaaring patuloy na mailipat sa gilid, at ang mga copper ion ay hindi maaaring maayos na mabawasan at maideposito sa mga may depektong lokasyon. Habang nagpapatuloy ang electroplating at naipon ang patong ng tanso, sa simula ay maaaring maging mga voids sa patong ng tanso, mga kakulangan sa lokal na kapal, o discontinuous plating sa loob ng via.
Ang mga depektong ito ay direktang nakakaapekto sa kalidad ng pagkakabit ng mga circuit sa harap at likod na bahagi ng ceramic substrate. Sa mga hindi gaanong malalang kaso, maaari itong magresulta sa pagtaas ng resistensya, lokal na pagbuo ng init, at mga pagbabago-bago sa pagganap ng kuryente. Sa mas malalang kaso, ang mga circuit sa magkabilang panig ay maaaring mabigong makamit ang electrical continuity. Sa kasunod na paghihinang, pagtanda sa mataas na temperatura, o thermal cycling, ang mga may depektong bahagi ay maaaring lalong magkaroon ng paltos, delamination, o pagbibitak ng circuit, na magbabawas sa ani ng produkto at pangmatagalang pagiging maaasahan at posibleng magresulta sa pagkabigo ng device.
4. Solusyon sa Malawakang Produksyon ng Zhenhua Vacuum para sa Ceramic Substrate sa Pamamagitan ng Metallization — Linya ng Produksyon ng DPC Ceramic Substrate Vacuum Coating
Mga Kalamangan ng Kagamitan:
Awtomasyon: Ang isang ganap na awtomatikong sistema ng paglilipat ng patong at workpiece-carrier ay nagbabawas ng manu-manong interbensyon habang pinapabuti ang kahusayan ng produksyon at pinapaikli ang pangkalahatang oras ng cycle.
Throughput: Sinusuportahan ang 120 mm × 120 mm na mga substrate na may kapasidad sa produksyon na hanggang 288 piraso kada oras.
Pagganap: Nagpapabuti ng electrical conductivity habang pinapahusay ang performance ng ceramic substrate sa pagtanggal ng init.
Sa Pamamagitan ng Metalisasyon: Ang isang na-optimize na magnetic-field configuration ay nagbibigay-daan sa mahusay at pare-parehong coating coverage sa loob ng mga microvia.
Proseso: Sinusuportahan ang dobleng panig na patong upang mapabuti ang pangkalahatang pagkakapareho ng kapal ng pelikula at konsistensya ng patong.
Mga Aplikasyon:
Ang kagamitan ay maaaring magdeposito ng iba't ibang elemental metal films, kabilang ang Ti, Cu, Al, Sn, Cr, Ag, at Ni, at malawakang ginagamit sa industriya ng semiconductor at electronic component para sa mga aplikasyon tulad ng ceramic substrates, ceramic capacitors, at LED ceramic packages/supports.
5. Konklusyon
Nakatuon ang Zhenhua Vacuum sa proseso ng front-end vacuum sputtering para sa paggawa ng DPC. Sa pamamagitan ng pagpapahusay ng microvia sidewall coverage at pagsasama-sama ng double-sided coating technology sa automated production, ang solusyon ay nagbibigay ng matatag na Ti/Cu seed layers para sa kasunod na electroplating at maaasahan sa pamamagitan ng interconnection. Nakakatulong ito sa mga customer na makamit ang pare-parehong mass production habang sinusuportahan ang mas malawak na pag-aampon ng DPC ceramic substrates sa semiconductor at mga advanced electronic application.
-Ang artikulong ito ay inilathala ni tagagawa ng kagamitan sa vacuum coatingZhenhua Vacuum
Oras ng pag-post: Agosto-27-2026