Tecnologia de moagem de superfície de substrato cerâmico DPC
Substratos cerâmicos DPCpossuem vantagens técnicas, como excelente condutividade térmica/resistência ao calor, alta precisão gráfica e capacidade de interconexão vertical. Eles encontram amplas aplicações em iluminação de semicondutores de potência (LEDs brancos), esterilização (LEDs ultravioleta profundo), laser e comunicação óptica (LD&VCSEL), resfriamento termoelétrico (TEC) e outros campos.
O processo de preparação de substratos cerâmicos DPC inclui principalmente:
（1） Pulverização de uma camada de semente de metal (Ti/Cu) na base cerâmica.
(2)Aplicação de filme seco fotossensível.
(3)Formando padrões por meio de exposição e desenvolvimento.
(4)Espessamento da camada de cobre usando galvanoplastia padrão.
(5)Retificação superficial do substrato (para controlar a espessura e uniformidade da camada de cobre).
(6)Remoção da película seca, gravação da camada de sementes e, finalmente, tratamento de superfície (como prata química ou revestimento de níquel-ouro).
Durante a preparação de substratos cerâmicos DPC, a distribuição desigual da corrente de galvanoplastia leva a uma espessura não uniforme da camada de cobre na superfície do substrato (a diferença de espessura pode exceder 100 μm). A retificação superficial é um processo fundamental para controlar a espessura da camada de cobre galvanizada e melhorar sua uniformidade, afetando diretamente o desempenho dos substratos cerâmicos e a qualidade da embalagem do dispositivo.
Devido à boa ductilidade do material de cobre, a deformação plástica (arranhões ou película de cobre) é facilmente gerada durante o processo de retificação, apresentando desafios significativos. Existem quatro técnicas principais de retificação disponíveis para retificar a camada de cobre na superfície de substratos cerâmicos DPC:
(1)Moagem de correia:
O desbaste de cinta é uma técnica de desbaste comumente usada para superfícies metálicas. Ele utiliza correias abrasivas em rolos para moer amostras rapidamente na correia transportadora, resultando em alta eficiência de moagem.
No entanto, a taxa de retificação da cinta é significativamente maior do que a da retificação CNC e da retificação com escova de cerâmica, mas a rugosidade da superfície e a uniformidade da espessura são relativamente baixas. Além disso, podem ocorrer defeitos visíveis causados pela deformação plástica das bordas da camada de cobre.
(2)Retificação CNC:
A retificação CNC emprega principalmente retificadoras CNC. Inicialmente, a lixa é fixada na cabeça de corte da retificadora. Os substratos cerâmicos fixados na plataforma são retificados rapidamente pela cabeça de corte rotativa. Os processos de retificação CNC são simples e a retificação é relativamente uniforme. Porém, consome grande quantidade de lixa e requer substituição manual.
(3)Moagem de escova cerâmica:
A retificação com escova de cerâmica utiliza superfícies de rodas giratórias de alta velocidade com abrasivos compostos de cerâmica/diamante para retificar substratos cerâmicos que se movem a uma determinada velocidade na correia transportadora. Como os sensores de pressão no eixo do rolo podem controlar a pressão de retificação e a borracha atua como um amortecedor, a retificação com escova de cerâmica pode controlar efetivamente a espessura e a uniformidade da camada de cobre na superfície do substrato.
(4)Polimento Químico Mecânico (CMP):
Quando são necessários elevados requisitos de superfície para substratos cerâmicos DPC, o CMP é a técnica de retificação preferida. Para certos dispositivos optoeletrônicos (como laser LDs e VCSELs) que exigem melhoria adicional na qualidade da região cristalina solidificada do substrato cerâmico (exigindo rugosidade superficial abaixo de 0,1μm e desvio de espessura inferior a 10μm), o CMP deve ser empregado.
Devido ao pequeno tamanho das partículas abrasivas no fluido de moagem CMP, a eficiência de moagem é baixa. Portanto, o CMP é adequado apenas para tratamentos de desbaste fino com altos requisitos de qualidade superficial e deve ser combinado com técnicas de pré-processamento, como retificação CNC e retificação com escova de cerâmica.
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