首页 资讯 应用 高压 设计 行业 低压 电路图 关于

PCB

旗下栏目: 传感技术 电源技术 电机技术 PCB

陶瓷基板的制造技术

PCB | 发布时间:2017-08-18 | 人气: | #评论# |本文关键字:PCB,陶瓷基板
摘要:在电路板厂陶瓷产品的制造技术类型是非常多的,据说有30多种制造工艺方法,如干压、注浆、挤压、注射、流延方法和等静压法等等,由于电子陶瓷基板是“平板”型(方块或圆片方

在电路板厂陶瓷产品的制造技术类型是非常多的,据说有30多种制造工艺方法,如干压、注浆、挤压、注射、流延方法和等静压法等等,由于电子陶瓷基板是“平板”型(方块或圆片方式)的、形状不复杂,采用干法成型和加工等的制造过程简单、成本低,因此大多采用干压成型的方法。干压平板型电子陶瓷的制造过程主要有三大内容,即坯件成型、坯件烧结和精加工和在基板上形成电路。

1.生坯件制造(成型)

采用高纯度的氧化铝(含量≥95%的Al2O3)粉末(视用途和制造方法而要求不同的颗粒大小。如从几文盲到几十微米不等)和添加剂(主要有黏结剂、分散剂等)形成“浆料”或加工料。

(1)干压法制造生坯件(或称“生坯”)。

干压坯件就是把高纯度的氧化铝(用于电子陶瓷的氧化铝含量要大于92%,大多数采用99%)粉末(用于干压的颗粒尺寸最大不得超过60μm,而用于挤压、流延、注射等的粉末颗粒大小要控制在1 μm以内)加入适量的可塑剂和黏结剂,混合均匀后进行干压制坯,目前其方块或圆片的后代可达到0.50mm,甚至可≤0.3 mm(与板面尺寸有关)。

干压后的坯件在烧结前可进行加工,如外型尺寸和钻孔等的加工,但应注意烧结引起尺寸收缩的补偿(放大收缩率尺寸)。

(2)流延法制造生坯件。

流胶液(氧化铝粉料+溶剂+分散剂+粘结剂+增塑剂等混合均匀+过筛)制造+流延(在流延机上把胶液均匀布涂在金属或耐热聚酯带上)+干燥+修整(也可进行孔等加工)+脱脂+烧结等过程。可自动化和 规模化进行生产。

2.生坯件的烧结和烧结后精加工。陶瓷基板的生坯件往往需要经过“烧结”和烧结后精加工的。

(1)生坯件的烧结。

陶瓷生坯的“烧结”是指干压等的生坯(体积)内的空洞、空气和杂质和有机物等通过“烧结”过程加以挥发、燃烧和挤压等而清除、而把氧化铝颗粒之间达到紧密接触或结(键)合成长的过程,因此陶瓷生坯件烧结后(熟坯)会发生重量损失、尺寸收缩、形状变形、抗压强度提高和气孔率减少等变化。陶瓷生坯的烧结方法有:①常压烧结方法,不加压力下进行烧结,会带来较大的变形等;②加压(热压)烧结方法,加压下进行的烧结,可得到好的平面性产品,这是目前大多数采用的方法;③热等静压烧结方法,利用高压高热气体进行烧结方法,其特点的产品的整体是处在相同温度和压力来完成的产品,各种各样性能是均衡的,成本较高,在附加值的产品上、或航天航空、国防军事的产品中多采用这种烧结方法,如军事领域的反射镜、核燃料、枪管等制品上。

干压的氧化铝生坯件的烧结温度大多数是在1200℃~1600℃之间(与组成和助熔剂有关)进行的。

(2)烧结后(熟)坯件的精加工。

多数的烧结陶瓷坯件是需要精加工的,其目的有:①获得平整的表面,生坯件在高温烧结过程中,由于生坯内的颗粒分布、空隙、杂质、有机物等的不均衡,因此会引起变形和高低(凹凸)不平或粗糙度过大与差别等,这些缺陷可通过表面精加工来解决;②获得高的光洁度表面,如镜面一样反射,或提高润滑(耐磨)性。

表面抛光处理是采用抛光材料(如SiC、B4C)或金刚石砂膏,由粗到细磨料逐级磨削进行抛光表面。一般来说,大多采用≤1μm的AlO粉末或金刚石砂膏、或用激光或超声波进行处理来实现。

(3)强(钢)化处理。

经过表面抛光处理后的表面,为了提高力学强度(如抗弯曲强度等)可通过电子射线真空镀膜、溅射真空镀膜、化学气相蒸镀等方法镀上一层硅化合物膜,并经过1200℃~1600℃温度下热处理,可明显提高陶瓷坯件的力学强度!

3.基板上形成导电图形(线路)

要在陶瓷基板上加工形成导电图型(线路),首先要制造出覆铜箔陶瓷基板,然后再按印制电路板工艺技术来制造出陶瓷印制板来。

(1)形成覆铜箔陶瓷基板。目前形成覆铜箔陶瓷基板有两种方法。

①层压方法。采用有一面氧化的铜箔与氧化铝陶瓷基板经过热压形成。即陶瓷表面经过处理(如激光、等离子体等)获得活化或粗化的表面,然后按“铜箔+耐热粘结剂层+陶瓷+耐热粘结剂层+铜箔”层叠合一起,经1020℃~1060℃烧结而形成双面覆铜箔陶瓷层压板。

②电镀方法。陶瓷基板经过等离子体等处理后进行“濺射钛膜+濺射镍膜+濺射铜膜,接着,进行常规电镀铜到所要求的铜厚度,即形成双面覆铜箔陶瓷基板。

(2)单、双面陶瓷PCB板的制造。采用单、双面覆铜箔陶瓷基板按常规PCB制造工艺技术进行 。

(3)陶瓷多层板的制造。

①在单、双面板上反复涂布绝缘层(氧化铝)、烧结、布线、烧结 而形成多层板,或采用流延製造技术来完成。

②流延方法制造陶瓷多层板。在流延机上形成生坯带,然后进行钻孔、塞孔(导电胶等)、印刷(导电线路等)、裁剪、叠片和等静压烧结,便可形成陶瓷多层板。图1表示完成的多层陶瓷片状电容器。

注:流延成型法——流胶液(氧化铝粉料+溶剂+分散剂+粘结剂+增塑剂等混合均匀+过筛)制造+流延(在流延机上把胶液均匀布涂在金属或耐热聚酯带上)+干燥+修整+脱脂+烧结等过程。

总之,陶瓷印制板是属于PCB范畴,也是PCB厂发展和进步的派生与延伸的结果,今后可能会形成PCB领域的重要类型之一。由于陶瓷印制板具有最好的导热性绝缘介质、很高的熔点和热的尺寸稳定性等优势,因此陶瓷PCB在高温和高导热领域的应用中将会有广阔的发展前景!


责任编辑:电气自动化网

热门文章

首页 | 资讯 | 应用 | 高压 | 设计 | 行业 | 低压 | 电路图 | 关于

Copyright 2017-2018 电气自动化网 版权所有 辽ICP备17010593号-1

电脑版 | 移动版

Ctrl+D 将本页面保存为书签,全面了解最新资讯,方便快捷。