Tecnología de pulido superficial del sustrato cerámico DPC
Sustratos cerámicos DPCPoseen ventajas técnicas como excelente conductividad térmica/resistencia al calor, alta precisión gráfica y capacidad de interconexión vertical. Encuentran amplias aplicaciones en iluminación de semiconductores de potencia (LED blancos), esterilización (LED ultravioleta profundo), comunicación óptica y láser (LD&VCSEL), enfriamiento termoeléctrico (TEC) y otros campos.
El proceso de preparación de sustratos cerámicos DPC incluye principalmente:
(1) Sputtering de una capa de semilla de metal (Ti/Cu) sobre la base cerámica.
(2)Aplicar película seca fotosensible.
(3)Formar patrones a través de la exposición y el desarrollo.
(4)Engrosamiento de la capa de cobre mediante galvanoplastia patrón.
(5)Rectificado superficial del sustrato (para controlar el espesor y la uniformidad de la capa de cobre).
(6)Quitar la película seca, grabar la capa de semillas y finalmente tratar la superficie (como un baño químico con plata o níquel-oro).
Durante la preparación de sustratos cerámicos DPC, la distribución desigual de la corriente de galvanoplastia conduce a un espesor no uniforme de la capa de cobre en la superficie del sustrato (la diferencia de espesor puede exceder los 100 μm). El rectificado de superficies es un proceso clave para controlar el espesor de la capa de cobre galvanizado y mejorar su uniformidad, afectando directamente el rendimiento de los sustratos cerámicos y la calidad del embalaje del dispositivo.
Debido a la buena ductilidad del material de cobre, la deformación plástica (rayones o piel de cobre) se genera fácilmente durante el proceso de rectificado, lo que plantea desafíos importantes. Hay cuatro técnicas de pulido principales disponibles para moler la capa de cobre en la superficie de los sustratos cerámicos DPC:
(1)Rectificado de correa:
El pulido con correa es una técnica de pulido rugoso comúnmente utilizada para superficies metálicas. Utiliza bandas abrasivas sobre rodillos para moler rápidamente muestras en la cinta transportadora, lo que resulta en una alta eficiencia de molienda.
Sin embargo, la tasa de rectificado del rectificado con correa es significativamente mayor que la del rectificado CNC y el rectificado con cepillo cerámico, pero la rugosidad de la superficie y la uniformidad del espesor son relativamente pobres. Además, pueden producirse defectos notables causados por la deformación plástica de los bordes de la capa de cobre.
(2)Rectificado CNC:
El rectificado CNC emplea principalmente rectificadoras CNC. Inicialmente, se coloca papel de lija en el cabezal cortador de la máquina rectificadora. Los sustratos cerámicos fijados en la plataforma se muelen rápidamente mediante el cabezal cortador giratorio. Los procesos de rectificado CNC son simples y el rectificado es relativamente uniforme. Sin embargo, consume una gran cantidad de papel de lija y requiere reemplazo manual.
(3)Pulido con cepillo de cerámica:
El pulido con cepillo cerámico utiliza superficies de ruedas giratorias de alta velocidad con abrasivos compuestos de cerámica/diamante para moler sustratos cerámicos que se mueven a cierta velocidad en la cinta transportadora. Dado que los sensores de presión en el eje del rodillo pueden controlar la presión de pulido y el caucho actúa como un amortiguador, el pulido con cepillo cerámico puede controlar efectivamente el espesor y la uniformidad de la capa de cobre en la superficie del sustrato.
(4)Pulido Mecánico Químico (CMP):
Cuando se necesitan altos requisitos de superficie para sustratos cerámicos DPC, CMP es la técnica de pulido preferida. Para ciertos dispositivos optoelectrónicos (como láser LD y VCSEL) que exigen una mejora adicional en la calidad de la región del cristal solidificado del sustrato cerámico (que requiere una rugosidad de la superficie inferior a 0,1 μm y una desviación de espesor inferior a 10 μm), se debe emplear CMP.
Debido al pequeño tamaño de las partículas abrasivas en el fluido de molienda CMP, la eficiencia de molienda es baja. Por lo tanto, CMP solo es adecuado para tratamientos de rectificado fino con altos requisitos de calidad superficial y debe combinarse con técnicas de preprocesamiento como el rectificado CNC y el rectificado con cepillo cerámico.
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