
在DPC陶瓷基板全板電鍍制備過程中,會產生電鍍電流分布不均勻,導致基板表面電鍍銅層厚度不均勻的問題,為了控制銅層厚度及其均勻性需要采用研磨工藝,常見的研磨技術主要有3種:砂帶研磨、數控研磨、陶瓷刷磨。
砂帶研磨:砂帶研磨是一種常用的金屬表面粗磨技術,使用表面含磨料的砂帶滾輪,對傳送帶上的樣品進行快速研磨,研磨效率較高。

數控研磨:數控研磨主要使用數控磨床,首先在磨床刀頭上貼附砂紙,通過刀頭快速旋轉,研磨吸附在平臺上的陶瓷基板。數控研磨的特點在于工序簡單,研磨較為均勻,但砂紙消耗量大,且需要手工更換。

陶瓷刷磨:陶瓷刷磨使用高速旋轉的滾輪表面陶瓷/金剛石復合磨料,對傳送帶上以一定速度運動的陶瓷基板進行磨削,陶瓷刷磨工作原理及所使用的滾輪如圖所示。由于滾軸上的壓力傳感器可以控制研磨壓力及橡膠層的緩沖作用,陶瓷刷磨可有效控制基板表面銅層厚度及其均勻性。

然而銅材料延展性好,研磨過程中容易產生出現劃痕或銅皮,導致研磨工藝挑戰性極大,下面從研磨速率、銅厚極差、表面粗糙度對上述三種研磨技術進行對比。


上述圖中看到砂帶研磨效率最高,但銅層表面粗糙度高,只適用于DPC陶瓷基板表面粗磨加工;數控研磨與陶瓷刷磨加工的銅層厚度均勻,表面粗糙度低能夠滿足光電器件倒裝共晶封裝需求。
然而對于部分光電器件如激光器LD和 VCSEL對陶瓷基板固晶區質量要求進一步提高則需要采用研磨均勻性好、拋光精度高、可避免材料形變的精密研磨/拋光技術——化學機械拋光法(CMP)。
由于化學機械拋光法對于研磨樣品表面平整度要求較高,所以在進行化學機械拋光法前先使用陶瓷刷磨的研磨方法對DPC陶瓷基板進行磨料刷磨,再經CMP加工后的DPC 陶瓷基板樣品銅厚極差數值和表面粗糙度數值,相對砂帶研磨、數控研磨、陶瓷刷磨工藝數據值大幅下降。

因此對于表面質量要求更高的陶瓷基板,需要采用粗磨+CMP的組合研磨工。
文章素材參考來源:《濺射覆銅陶瓷基板表面研磨技術研究》
文章封面圖片來源:倍特萊福
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序號 | 暫定議題 | 擬邀請企業 |
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3 | 高熱導氮化硅陶瓷基板的制備及性能研究 | 中國科學院上海硅酸鹽研究所/蘇州博勝材料科技有限公司 |
4 | 功率半導體封裝用陶瓷基板 | 擬邀東北大學 |
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6 | 氧化鈹陶瓷金屬化的新應用 | 宜賓紅星電子有限公司 |
7 | 薄膜電路基板的的發展與應用 | 擬邀請薄膜基板企業/高校研究所 |
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10 | 陶瓷薄膜電路生產工藝技術 | 擬邀請薄膜電路企業/高校研究所 |
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