सिरेमिक धातुकरण क्या है?

विशेष रूप से 5G युग के आगमन के साथ, सेमीकंडक्टर चिप्स की शक्ति लगातार बढ़ रही है, और हल्के और उच्च एकीकरण की ओर रुझान तेजी से स्पष्ट हो रहा है। गर्मी लंपटता मुद्दे का महत्व भी अधिक प्रमुख हो गया है, जो निस्संदेह गर्मी लंपटता सामग्री की पैकेजिंग के लिए अधिक कठोर आवश्यकताओं को प्रस्तुत करता है। उनमें से, सिरेमिक पैकेज घटक का ताप अपव्यय प्रदर्शन विशेष रूप से ध्यान आकर्षित कर रहा है। चिप थर्मल प्रबंधन में अच्छा काम कैसे करें यह एक समस्या होगी जिसका उद्योग को लंबे समय तक सामना करना पड़ेगा।

बिजली इलेक्ट्रॉनिक घटकों की पैकेजिंग संरचना में, पैकेजिंग सब्सट्रेट ऊपरी और निचले हिस्सों को जोड़ने और आंतरिक और बाहरी सर्किट की चालकता को बनाए रखने में एक महत्वपूर्ण लिंक के रूप में कार्य करता है। इसमें गर्मी अपव्यय और यांत्रिक समर्थन जैसे कार्य हैं। रिले एल्युमिना सिरेमिक कंपोनेंट का प्रदर्शन सीधे पैकेजिंग सब्सट्रेट के समग्र प्रदर्शन को प्रभावित करता है, और इस पर निर्माताओं का ध्यान बढ़ रहा है।

सिरेमिक, एक विशिष्ट अकार्बनिक गैर-धातु सामग्री के रूप में, धातुओं से बिल्कुल विपरीत स्थिति में प्रतीत होता है। हालाँकि, दोनों के संबंधित फायदे इतने प्रमुख हैं कि लोगों ने अपनी व्यक्तिगत ताकत दिखाने के लिए सिरेमिक और धातुओं के संयोजन के बारे में सोचना शुरू कर दिया और इस तरह 95% एल्यूमिना आधारित सिरेमिक केस के प्रदर्शन को अनुकूलित किया। इस प्रकार, इस तकनीक का जन्म हुआ। वर्षों से, यह हमेशा एक लोकप्रिय विषय रहा है, और देश और विदेश दोनों जगह के विद्वानों ने इस पर गहन शोध किया है।

सिरेमिक सामग्रियों के फायदे मुख्य कारण हैं कि उनका उपयोग विद्युत घटकों के लिए धातुकृत एल्यूमिना सिरेमिक के निर्माण के लिए किया जा सकता है: कम सिग्नल हानि - सिरेमिक सामग्रियों के ढांकता हुआ स्थिरांक के परिणामस्वरूप कम सिग्नल हानि होती है। उच्च तापीय चालकता - चिप पर गर्मी बिना किसी इन्सुलेशन परत की आवश्यकता के सीधे सिरेमिक शीट पर संचालित होती है, जिससे बेहतर गर्मी अपव्यय की अनुमति मिलती है। अधिक संगत तापीय विस्तार गुणांक - सिरेमिक और चिप्स के तापीय विस्तार गुणांक करीब हैं, जो महत्वपूर्ण विरूपण और भारी तापमान परिवर्तन होने पर तार अलग होने और आंतरिक तनाव जैसे मुद्दों को रोकते हैं। उच्च संबंध शक्ति - सिरेमिक सर्किट बोर्डों की धातु परत में सिरेमिक सब्सट्रेट के साथ उच्च संबंध शक्ति होती है, जो अधिकतम 45 एमपीए (सिरेमिक शीट की ताकत से अधिक, जो 1 मिमी मोटी होती है) तक पहुंचती है। उच्च परिचालन तापमान - सिरेमिक तापमान चक्र में बड़े उतार-चढ़ाव का सामना कर सकते हैं, और 500- 600 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर भी सामान्य रूप से काम कर सकते हैं। उच्च विद्युत इन्सुलेशन - सिरेमिक सामग्री स्वयं इन्सुलेशन सामग्री हैं, जो बहुत उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज का सामना करने में सक्षम हैं।

जब सिरेमिक का उपयोग सर्किट में किया जाता है, तो उन्हें पहले धातुकृत किया जाना चाहिए। यह मेटलाइज्ड सिरेमिक इंसुलेटिंग ट्यूब्स मेटलाइजिंग सिरेमिक पार्ट्स की तैयारी में भी एक महत्वपूर्ण कदम है, जिसमें सिरेमिक की सतह पर एक पतली धातु की फिल्म लगाना शामिल है जो सिरेमिक से मजबूती से बंधी होती है और आसानी से पिघलती नहीं है। यह फिल्म सिरेमिक को प्रवाहकीय बनाती है। इसके बाद, इसे एकल इकाई बनाने के लिए वेल्डिंग तकनीक के माध्यम से धातु लीड या अन्य धातु प्रवाहकीय परतों से जोड़ा जाता है।

यह कहा जा सकता है कि इस प्रक्रिया की गुणवत्ता सीधे अंतिम पैकेजिंग प्रभाव को प्रभावित करेगी, और इस तरह विद्युत घटकों के लिए धातुकृत सिरेमिक की गुणवत्ता और सेवा जीवन निर्धारित करेगी।

सामान्य तैयारी विधियों में मुख्य रूप से Mo-Mn विधि, सक्रिय Mo{1}}Mn विधि, सक्रिय धातु टांकना विधि, प्रत्यक्ष तांबा चढ़ाना विधि (DBC), और मैग्नेट्रोन स्पटरिंग विधि शामिल हैं। ये विधियाँ उच्च शक्ति वाले धातुकृत सिरेमिक घटकों के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए तकनीकी सहायता प्रदान करती हैं।

1. मो-एमएन विधि:Mo{0}}Mn विधि एक धातुकरण सूत्र पर आधारित है जो मुख्य रूप से दुर्दम्य धातु पाउडर Mo से बनी होती है, साथ ही कम मात्रा में कम {{1}पिघलने वाले -बिंदु Mn के साथ। एक बाइंडर जोड़ा जाता है और Al₂O₃ सिरेमिक की सतह पर लेपित किया जाता है, और फिर एक धातुयुक्त परत बनाने के लिए सिंटर किया जाता है। प्रारंभिक चरण में सिरेमिक पैकेज घटकों को तैयार करने के लिए यह आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली विधियों में से एक है। पारंपरिक Mo{6}}Mn विधि का दोष इसके उच्च सिंटरिंग तापमान, उच्च ऊर्जा खपत और सूत्र में एक एक्टिवेटर की अनुपस्थिति में निहित है, जिसके परिणामस्वरूप कम सीलिंग ताकत होती है।

2. सक्रिय मो-एमएन विधि:सक्रिय Mo{0}}Mn विधि पारंपरिक Mo{1}}Mn विधि पर आधारित एक सुधार है। सुधार की मुख्य दिशाएँ हैं: एक्टिवेटर जोड़ना और धातु पाउडर को मोलिब्डेनम और मैंगनीज के ऑक्साइड या लवण से बदलना। इन दो प्रकार की सुधार विधियों का उद्देश्य धातुकरण तापमान को कम करना है, जिससे धातुकृत सिरेमिक घटकों की उत्पादन क्षमता में वृद्धि होती है। सक्रिय Mo-Mn विधि का नुकसान इसकी जटिल प्रक्रिया और उच्च लागत है। हालाँकि, इसका एक मजबूत बॉन्डिंग प्रभाव है और यह वेटेबिलिटी में काफी सुधार कर सकता है, इसलिए यह सिरेमिक मेटल बॉन्डिंग तकनीक में सबसे पहले आविष्कार की गई और व्यापक रूप से लागू प्रक्रिया बनी हुई है।

3. सक्रिय धातु टांकना विधि:सक्रिय धातु टांकना विधि एक और व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली सिरेमिक {{0}धातु सीलिंग प्रक्रिया है। यह Mo-Mn विधि की तुलना में 10 वर्ष बाद विकसित हुआ। इसकी विशेषता यह है कि इसमें कम प्रक्रियाएँ होती हैं। सिरेमिक और धातु की सीलिंग एक ही हीटिंग प्रक्रिया में पूरी की जा सकती है, जो रिले एल्यूमिना सिरेमिक घटकों की उत्पादन प्रक्रिया को सरल बनाने के लिए उपयुक्त है। ब्रेजिंग मिश्र धातु में Ti, Zr, Hf और Ta जैसे सक्रिय तत्व होते हैं। जोड़े गए सक्रिय तत्व Al₂O₃ के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे इंटरफ़ेस पर धातु गुणों के साथ एक प्रतिक्रिया परत बनती है। यह विधि बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए आसानी से अनुकूल हो सकती है और Mo{10}}Mn प्रक्रिया की तुलना में अपेक्षाकृत सरल और किफायती है।

सक्रिय धातु ब्रेज़िंग विधि का दोष इस तथ्य में निहित है कि सक्रिय ब्रेज़िंग सामग्री एक ही प्रकार तक सीमित है, जो इसके अनुप्रयोग को एक निश्चित सीमा तक प्रतिबंधित करती है। इसके अलावा, यह निरंतर उत्पादन के लिए उपयुक्त नहीं है और केवल बड़े पैमाने पर, एकल {{2} टुकड़े के उत्पादन या विद्युत घटकों के लिए मेटालाइज्ड एल्यूमिना सिरेमिक के छोटे {3} बैच उत्पादन के लिए लागू है।

एक नई प्रकार की सामग्री के रूप में, इसके कई अनूठे फायदे हैं। निकट भविष्य में, सिरेमिक धातुकृत सामग्रियां निश्चित रूप से चमकेंगी और धातुकृत सिरेमिक इंसुलेटिंग ट्यूबों और धातुकृत सिरेमिक भागों के विकास में नई जीवन शक्ति का संचार करेंगी।

एक नई प्रकार की सामग्री के रूप में, इसके कई अनूठे फायदे हैं। निकट भविष्य में, धातुयुक्त सिरेमिक सामग्री निश्चित रूप से चमकेगी। हमारासिरेमिक पैकेज घटकइसे सटीक रूप से परिपक्व कोर प्रौद्योगिकी के आधार पर विकसित किया गया है, जिसमें उच्च तापीय चालकता, कम संचार हानि और उच्च संबंध बल आदि शामिल हैं। यह 5जी चिप पैकेजिंग और पावर इलेक्ट्रॉनिक घटकों जैसे कई परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है, और चिप थर्मल प्रबंधन और उच्च -एकीकरण पैकेजिंग की आवश्यकताओं को सटीक रूप से पूरा कर सकता है। इसका प्रदर्शन स्थिर है और यह बड़े पैमाने पर औद्योगिक उत्पादन के अनुकूल है।

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