在DPC陶瓷基板全板電鍍制備過程中,會(huì)產(chǎn)生電鍍電流分布不均勻,導(dǎo)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(shù)主要有3種：砂帶研磨、數(shù)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(shù),使用表面含磨料的砂帶滾輪，對(duì)傳送帶上的樣品進(jìn)行快速研磨,研磨效率較高。
數(shù)控研磨：數(shù)控研磨主要使用數(shù)控磨床,首先在磨床刀頭上貼附砂紙,通過刀頭快速旋轉(zhuǎn),研磨吸附在平臺(tái)上的陶瓷基板。數(shù)控研磨的特點(diǎn)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(zhuǎn)的滾輪表面陶瓷/金剛石復(fù)合磨料,對(duì)傳送帶上以一定速度運(yùn)動(dòng)的陶瓷基板進(jìn)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(chǎn)生出現(xiàn)劃痕或銅皮，導(dǎo)致研磨工藝挑戰(zhàn)性極大，下面從研磨速率、銅厚極差、表面粗糙度對(duì)上述三種研磨技術(shù)進(jìn)行對(duì)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(shù)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(duì)于部分光電器件如激光器LD和 VCSEL對(duì)陶瓷基板固晶區(qū)質(zhì)量要求進(jìn)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(shù)——化學(xué)機(jī)械拋光法(CMP)。
由于化學(xué)機(jī)械拋光法對(duì)于研磨樣品表面平整度要求較高，所以在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光法前先使用陶瓷刷磨的研磨方法對(duì)DPC陶瓷基板進(jìn)行磨料刷磨，再經(jīng)CMP加工后的DPC 陶瓷基板樣品銅厚極差數(shù)值和表面粗糙度數(shù)值，相對(duì)砂帶研磨、數(shù)控研磨、陶瓷刷磨工藝數(shù)據(jù)值大幅下降。
因此對(duì)于表面質(zhì)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(shù)研究》
文章封面圖片來源：倍特萊福
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