
在DPC陶瓷基板全板电镀制备过程中,会产生电镀电流分布不均匀,导致基板表面电镀铜层厚度不均匀的问题,为了控制铜层厚度及其均匀性需要采用研磨工艺,常见的研磨技术主要有3种:砂带研磨、数控研磨、陶瓷刷磨。
砂带研磨:砂带研磨是一种常用的金属表面粗磨技术,使用表面含磨料的砂带滚轮,对传送带上的样品进行快速研磨,研磨效率较高。

数控研磨:数控研磨主要使用数控磨床,首先在磨床刀头上贴附砂纸,通过刀头快速旋转,研磨吸附在平台上的陶瓷基板。数控研磨的特点在于工序简单,研磨较为均匀,但砂纸消耗量大,且需要手工更换。

陶瓷刷磨:陶瓷刷磨使用高速旋转的滚轮表面陶瓷/金刚石复合磨料,对传送带上以一定速度运动的陶瓷基板进行磨削,陶瓷刷磨工作原理及所使用的滚轮如图所示。由于滚轴上的压力传感器可以控制研磨压力及橡胶层的缓冲作用,陶瓷刷磨可有效控制基板表面铜层厚度及其均匀性。

然而铜材料延展性好,研磨过程中容易产生出现划痕或铜皮,导致研磨工艺挑战性极大,下面从研磨速率、铜厚极差、表面粗糙度对上述三种研磨技术进行对比。


上述图中看到砂带研磨效率最高,但铜层表面粗糙度高,只适用于DPC陶瓷基板表面粗磨加工;数控研磨与陶瓷刷磨加工的铜层厚度均匀,表面粗糙度低能够满足光电器件倒装共晶封装需求。
然而对于部分光电器件如激光器LD和 VCSEL对陶瓷基板固晶区质量要求进一步提高则需要采用研磨均匀性好、抛光精度高、可避免材料形变的精密研磨/抛光技术——化学机械抛光法(CMP)。
由于化学机械抛光法对于研磨样品表面平整度要求较高,所以在进行化学机械抛光法前先使用陶瓷刷磨的研磨方法对DPC陶瓷基板进行磨料刷磨,再经CMP加工后的DPC 陶瓷基板样品铜厚极差数值和表面粗糙度数值,相对砂带研磨、数控研磨、陶瓷刷磨工艺数据值大幅下降。

因此对于表面质量要求更高的陶瓷基板,需要采用粗磨+CMP的组合研磨工。
文章素材参考来源:《溅射覆铜陶瓷基板表面研磨技术研究》
文章封面图片来源:倍特莱福
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序号 | 暂定议题 | 拟邀请企业 |
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2 | 功率模块用陶瓷基板AMB覆铜技术 | 拟邀苏州艾成科技技术有限公司 |
3 | 高热导氮化硅陶瓷基板的制备及性能研究 | 中国科学院上海硅酸盐研究所/苏州博胜材料科技有限公司 |
4 | 功率半导体封装用陶瓷基板 | 拟邀东北大学 |
5 | 晶圆级金刚石高功率用芯片基板 | 中科粉研河南超硬材料有限公司 |
6 | 氧化铍陶瓷金属化的新应用 | 宜宾红星电子有限公司 |
7 | 薄膜电路基板的的发展与应用 | 拟邀请薄膜基板企业/高校研究所 |
8 | 厚膜金属化氮化硅(Si3N4)陶瓷基板的可靠性研究 | 拟邀请厚膜基板企业/高校研究所 |
9 | 直接敷铝陶瓷基板的开发与应用 | 拟邀请基板企业/高校研究所 |
10 | 陶瓷薄膜电路生产工艺技术 | 拟邀请薄膜电路企业/高校研究所 |
11 | 三维陶瓷基板制造工艺研究 | 拟邀请基板企业/高校研究所 |
12 | LTCC玻璃陶瓷基板材料的研究 | 拟邀请材料企业/高校研究所 |
13 | 高纯氧化铝基板的制备 | 拟邀请基板企业/高校研究所 |
14 | ZTA陶瓷基板的关键制备技术与应用 | 拟邀请基板企业/高校研究所 |
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