ПЕЧАТНАЯ PCB - Введение в технологию изготовления керамических печатных плат

Технология DPC

Технология нанесения тонких пленок DPC (Direct Plating Copper) - это метод получения тонких пленок меди с использованием технологии магнетронного распыления.Медная мишень помещается в вакуумную камеру, и на поверхности мишени генерируется плазма с помощью технологии магнетронного распыления.Ионы плазмы бомбардируют поверхность мишени, разбивая ее на мелкие частицы и осаждая их на подложке, образуя тонкую пленку меди.

Технология изготовления керамических печатных плат DPC основана на тонкопленочном способе изготовления схем, при котором металлизация керамической поверхности достигается магнетронным распылением, а толщина слоя меди достигается гальваническим покрытием толщиной более 10 микрон.Технологический процесс DPC включает нанесение покрытия в вакууме, мокрое нанесение покрытия, проявку при воздействии, травление и другие технологические этапы, а цена керамических печатных плат для изделий, использующих технологию DPC, относительно высока. Процесс DPC применим к большинству керамических подложек.

Что касается обработки формы, для керамических печатных плат DPC требуются трубы для лазерной резки, которые не могут быть точно обработаны обычными сверлильными, фрезерными и штамповочными станками, и, следовательно, сила склеивания и ширина линии являются более тонкими. Металлы обладают такими преимуществами, как хорошая производительность кристаллизации, хорошая плоскостность, линии нелегко отрываются, положение линии более точное, межстрочный интервал меньше, а надежность стабильна.

Процесс изготовления керамических печатных плат DPC заключается в следующем:

Сначала с помощью лазера подготовьте сквозные отверстия на керамической подложке (диаметр отверстия 60 мкм ~ 120 мкм), затем выполните ультразвуковую очистку керамической подложки.Технология магнетронного распыления используется для нанесения слоя металлической затравки (мишени Ti/Cu) на поверхность керамической подложки с последующей фотолитографией и проявкой для завершения слоя схемы.Слой металлического контура заполняется и утолщается гальваническим покрытием, а паяемость и стойкость к окислению подложки улучшаются за счет обработки поверхности, и, наконец, удаляют сухую пленку и протравливают слой семян, чтобы завершить подготовку субстрата.

В передней части процесса подготовки керамической подложки DPC используется технология микропроцессорной обработки транзисторов (нанесение напыления, фотолитография, фотолитографический анализ и т.д.), в то время как в задней части используется технология подготовки печатных плат (нанесение графического покрытия, заполнение отверстий, шлифовка поверхности, травление, обработка поверхности) и так далее.

Технология ЦОД

Преимущества керамической подложки DPC

1. Благодаря технологии микрообработки транзисторов металлические линии на керамических печатных платах получаются более тонкими (ширина линий/расстояние между ними составляет от 30 мкм до 50 мкм в зависимости от толщины слоя линий). Керамическая подложка DPC очень подходит для микроэлектронных устройств, требующих высокой точности.

2. Использование технологии лазерного сверления и заполнения отверстий гальваническим покрытием, вертикального соединения верхней и нижней поверхностей керамической подложки позволяет реализовать трехмерную упаковку и интеграцию электронных устройств, уменьшая объем устройства.

3. Толщина слоя схемы контролируется путем наращивания покрытия (обычно 10 мкм ~ 100 мкм), а шероховатость поверхности слоя схемы уменьшается путем шлифования в соответствии с требованиями упаковки устройств с высокой температурой и высоким током. Потребности в упаковке устройств с высоким током.

4.Низкотемпературный процесс подготовки (ниже 300℃). Это позволяет избежать негативного воздействия высокой температуры на данные подложки и слой металлической схемы и в то же время снизить стоимость производства.

Недостатки керамической подложки DPC

1.Слой металлического покрытия изготавливается методом гальванопокрытия, что приводит к серьезному загрязнению окружающей среды.

2. Скорость роста покрытия низкая, толщина слоя покрытия ограничена.

3.Прочность сцепления между металлическим слоем и керамикой низкая, что снижает надежность нанесения продукта.

Керамическая печатная плата

Технология DBC

Технология DBC (Direct Bonding Copper) - это метод металлизации, при котором медная фольга приклеивается непосредственно к поверхности керамической подложки из оксида алюминия или нитрида алюминия-нитридокерамики.Основной принцип заключается в том, что кислород поступает между медью и керамикой, после чего образуется жидкая эвтектическая фаза Cu/O при температуре 1065-1083°C, которая затем вступает в реакцию с керамической подложкой и медной фольгой с образованием CUAIO2 или Cu(AIO2)2 и связывает медную фольгу с подложкой под действием промежуточная фаза.

Керамическая подложка DBC обладает высокой точностью графики. Возможно вертикальное соединение. Низкая стоимость производства и другие технологические преимущества позволяют широко использовать ее в мощном светодиодном освещении. Автомобильные фары и другие мощные светодиоды. Полупроводниковые лазеры. Электроэлектронные устройства питания. Микроволновая печь. Рынок оптической связи, VCSEL, радиочастотных устройств и других приложений очень велик.

Лазер является основным компонентом лазерного оборудования, полупроводникового лазера высокой мощности, главным образом за счет рассеивания тепла в радиаторе. Керамический радиатор из нитрида алюминия (процесс DBC) - это основная подложка для лазерного радиатора, которая может удовлетворить потребности в соединении мощных транзисторных лазерных пластин в оптической связи. Светодиодная упаковка высокой мощности. Полупроводниковые лазеры и волоконно-оптические лазеры широко используются в производстве источников накачки. Лазерный радарный источник света VCSEL, устанавливаемый на автомобилях, пришел на смену тренду EEL, и керамические подложки DPC в мощных упаковках VCSEL занимают важное место.

Технологии DBC

Технология AMB

Процесс AMB (активная металлическая пайка) - это технология, в которой используется припой на основе серебра, содержащий активные элементы Ti и Zr, которые смачиваются и вступают в реакцию на границе раздела керамики и металлов при высокой температуре около 800°C, тем самым обеспечивая гетерогенное соединение между керамикой и металлами. Порошки и паяльные пасты на основе Ag для керамических подложек AMB характеризуются низким содержанием кислорода, высокой чистотой и сферичностью.Склеивание осуществляется в результате химической реакции между керамикой и активированным металлическим связующим при определенной температуре. По сравнению с традиционной керамической подложкой AI2O3, керамика Si3N4, используемая в AMB, обладает более высокой теплопроводностью (>90 Вт/мК25℃) и коэффициентом теплового расширения, близким к коэффициенту теплового расширения кремния (2,6x10 -6/К). Подложка AMB обладает более высокой прочностью и надежностью склеивания.

Керамическая подложка AMB, изготовленная из порошка на основе Ag и паяльной пасты, отличается низким содержанием кислорода, высокой чистотой и высокой сферичностью.

Керамическая облицовка IGBT относится к новой технологии, керамическая облицовка AMB technology также постепенно применяется в IGBT-модулях для новых энергетических транспортных средств.

Рассеивание тепла IGBT очень важно для производительности силового модуля, большей части текущего процесса IGBT-модуля или DBC. С повышением рабочего напряжения требования к производительности продолжают повышаться, керамическая подложка AMB technology может лучше решать вышеуказанные проблемы, по сравнению с DBC, AMB обладает большей теплопроводностью, термостойкостью, ударопрочностью, эта технология применяется не только в автомобилестроении, но и в аэрокосмической отрасли, железнодорожном транспорте, промышленной энергетике. решетки в области широкого применения.

Технология AMB

Выше приведены преимущества и недостатки трех технологических процессов - керамических печатных плат, технологии DPC, технологии DBC и технологии AMB. Если вам нужна более подробная поддержка, вы можете обратиться в Audemars Piguet Circuits.