陶瓷基板pcb工艺流程

陶瓷基板pcb工艺流程

陶瓷基板pcb工艺流程，陶瓷基板是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝（Al2O3）或氮化铝（AlN）陶瓷基片表面（ 单面或双面）上的特殊工艺板。下面来看看陶瓷基板pcb工艺流程。

陶瓷基板pcb工艺流程1

1、钻孔

陶瓷基板一般都采用激光打孔的方式，相比于传统的打孔技术，激光打孔技术具有精准度高、速度快、效率高、可规模化批量化打孔、适用于绝大多数硬、软材料、对工具无损耗等优势，符合印刷电路板高密度互连，精细化发展。

通过激光打孔工艺的陶瓷基板具有陶瓷与金属结合力高、不存在脱落、起泡等现象，达到生长在一起的效果，表面平整度高、粗糙率在0.1μm～0.3μm，激光打孔孔径在0.15mm-0.5mm、甚者能达到0.06mm。

2、覆铜

覆铜是指在电路板上没有布线的区域覆上铜箔，与地线相连，以增大地线面积，减小环路面积，降低压降，提高电源效率和抗干扰能力。覆铜除了能减小地线阻抗，同时具有减小环路截面积，增强信号镜像环路等作用。因此，覆铜工艺在陶瓷基板PCB工艺中起着非常关键的作用，不完整、截断镜像环路或位置不正确的铜层经常会导致新的干扰，对电路板的使用产生消极影响。

3、蚀刻

陶瓷基板也需要蚀刻，电路图形上预镀一层铅锡抗蚀层，然后通过化学方式将未受保护的非导体部分的铜蚀刻掉，形成电路。 蚀刻分为内层蚀刻和外层蚀刻，内层蚀刻采用酸性蚀刻，用湿膜或者干膜作为抗蚀剂；外层蚀刻采用碱性蚀刻，用锡铅作为抗蚀剂。

陶瓷基板pcb工艺流程2

电路板厂陶瓷产品的制造工艺种类很多。 据说有干压法、注浆法、挤压法、注射法、流延方法和等静压法等30多种制造工艺方法，由于电子陶瓷基板是“平板”型，形状不复杂，采用干法成型和加工等的制造工艺简单，成本低，所以大多采用干压成型方法。 干压平板PCB电子陶瓷的制造工艺主要有坯件成型、坯件烧结和精加工、在基板上形成电路三大内容。

1.陶瓷基板的生坯制造（成型）

使用高纯氧化铝（含量≥95% Al2O3）粉末（根据用途和制造方法需要不同的颗粒大小。例如从几文盲到几十微米不等）和添加剂（主要是粘合剂、分散剂等）。 形成“浆料”或加工材料。

(1) 陶瓷基板的干压法生产生坯件（或“生坯”）。

干压坯是采用高纯氧化铝（电子陶瓷用氧化铝含量大于92%，大部分采用99%）粉末（干压所用颗粒不得超过60μm，用于挤压、流延、注射等粉末颗粒应控制在1μm以内）加入适量的可塑剂和粘结剂，混合均匀后干压制坯。目前，方形或圆片的后代可达0.50mm，甚至≤0.3mm（与板尺寸有关）。干压坯件可以在烧结前进行加工，如外形尺寸和钻孔的.加工，但要注意烧结引起的尺寸收缩的补偿（放大收缩率的尺寸）。

(2)陶瓷基板流延法生产生坯。

流胶液（氧化铝粉+溶剂+分散剂+粘合剂+增塑剂等混合均匀+过筛）制造+流延（在流延机上将胶水涂在金属或耐热聚酯带上）调高）+干燥+修边（也可进行其他加工）+脱脂+烧结等工序。可实现自动化和规模化生产。

2. 生坯的烧结和烧结后精加工。陶瓷基板的生坯部分往往需要进行“烧结”和烧结后精加工。

(1)陶瓷基板生坯的烧结。

陶瓷坯体的“烧结”是指通过“烧结”过程，将坯体（体积）中的空洞、空气、杂质和有机物等进行干压等去除，使其挥发、燃烧、挤压，并去除氧化铝颗粒。实现紧密接触或结合成长的过程，所以陶瓷生坯烧结后，（熟坯）会出现重量损失、尺寸收缩、形状变形、抗压强度增加和气孔率减少等变化。

陶瓷坯体的烧结方法有：①常压烧结法，无压烧结会带来较大的变形等； ②加压（热压）烧结法，加压烧结，可得到好的平面性产品是最常用的方法；

③热等静压烧结法是利用高压高热气体进行烧结。其特点产品是在相同温度和压力下完成的产品。各种性能均衡的，成本相对较高。在附加值的产品上，或航空航天、国防军工产品中多采用这种烧结方法，如军用领域的反射镜、核燃料、q管等产品。干压氧化铝生坯的烧结温度大多在1200℃～1600℃之间（与成分和助熔剂有关）。

(2)陶瓷基板烧结后(熟)坯的精加工。

大多数烧结陶瓷坯料都需要精加工。目的是： ①获得平整的表面。生坯在高温烧结过程中，由于生坯内的颗粒分布、空隙、杂质、有机物等的不平衡，会引起变形、不平整或粗糙过大与差异等。这些缺陷可通过表面精加工来解决；

② 获得高光洁度表面，如镜面反射，或提高润滑性（耐磨性）。

表面抛光处理是使用抛光材料（如碳化硅、B4C）或金刚石砂膏对表面进行由粗到细的磨料逐步抛光。一般而言，多采用≤1μm的AlO粉末或金刚石砂膏，或用激光或超声波加工来实现。

(3)强（钢）化处理。

表面抛光后，为提高力学强度（如抗弯强度等），可采用电子射线真空镀膜、溅射真空镀膜、化学气相蒸镀等方法镀一层硅化合物薄膜，通过1200℃～1600℃热处理，可显着提高陶瓷坯件的力学强度！

3.在基板上形成导电图形（电路）

要在陶瓷基板上加工形成导电图形（电路），必须先制造覆铜陶瓷基板，然后再按照印刷电路板工艺技术制造陶瓷印刷电路板。

(1)形成覆铜陶瓷基板。目前有两种形成覆铜陶瓷基板的方法。

①层压法。它是由热压成型一侧氧化的铜箔和氧化铝陶瓷基板。即对陶瓷表面进行处理（如激光、等离子等），得到活化或粗糙化的表面，然后按照“铜箔+耐热粘结剂层+陶瓷+耐热粘结剂层+铜箔”层压合在一起，经1020℃～1060℃烧结，形成双面覆铜陶瓷层压板。

②电镀法。陶瓷基板经等离子处理后进行“溅射钛膜+溅射镍膜+溅射铜膜，然后常规电镀铜至所需铜厚，即形成双面覆铜陶瓷基板。

(2) 单、双面陶瓷PCB板制造。按照传统的PCB制造技术使用单面和双面覆铜陶瓷基板。

(3)陶瓷多层板制造。

① 在单、双面板上反复涂覆绝缘层（氧化铝）、烧结、布线、烧结形成PCB多层板，或采用流延制造技术完成。

②陶瓷多层板采用浇铸法制造。生带在流延机上成型，然后钻孔、塞孔（导电胶等）、印刷（导电电路等）、切割、层压、等静压形成陶瓷多层板。

注：流延成型方法-流胶液（氧化铝粉+溶剂+分散剂+粘合剂+增塑剂等混合均匀+过筛）制造+流延（将胶液均匀分布在流延机上涂在金属或耐热聚酯胶带上）+烘干+修整+脱脂+烧结等工序。

陶瓷基板pcb工艺流程3

陶瓷基板pcb的优点

1、电阻高

2、高频特性突出

3、具有高热导率：与材料本身有关系，陶瓷相比于金属。树脂都具有优势。

4、化学稳定性佳抗震、耐热、耐压、内部电路、MARK点等比一般电路基板好点。

5、在印刷、贴片、焊接时比较精确

陶瓷基板pcb缺点

1、易碎

这是最主要的一个缺点，目前只能制作小面积的电路板。

2、价贵

电子产品的要求规则越来越多，陶瓷电路板只是满足满足一些比较高端的产品上面，低端的产品根本不会使用到。

陶瓷基板pcb

陶瓷基板是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝（Al2O3）或氮化铝（AlN）陶瓷基片表面（ 单面或双面）上的特殊工艺板。所制成的超薄复合基板具有优良电绝缘性能，高导热特性，优异的软钎焊性和高的附着强度，并可像PCB板一样能刻蚀出各种图形，具有很大的载流能力。因此，陶瓷基板已成为大功率电力电子电路结构技术和互连技术的基础材料。

陶瓷基板是干什么用的

陶瓷基板是干什么用的，陶瓷基板是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝（Al2O3）或氮化铝（AlN）陶瓷基片表面（ 单面或双面）上的特殊工艺板。下面来看看陶瓷基板是干什么用的。

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1、陶瓷基板在芯片当中的应用

在led多采用陶瓷基板做成芯片，以实现更好的导热性能。此外，在以下电子设备也多使用陶瓷基板做成陶瓷芯片：

◆大功率电力半导体模块。

◆半导体致冷器、电子加热器；功率控制电路，功率混合电路。

◆智能功率组件；高频开关电源，固态继电器。

◆汽车电子，航天航空及军用电子组件。

◆太阳能电池板组件；电讯专用交换机，接收系统；激光等工业电子。

2、陶瓷基板在三代半导体的应用

以MOSFET、IGBT、晶体管等为代表的主流功率器件在各自的频率段和电源功率段占有一席之地。由于IGBT的综合优良性能，已经取代GTR，成为逆变器、UPS、变频器、电机驱动、大功率开关电源，尤其是现在炙手可热的电动汽车、高铁等电力电子装置中主流的器件。

3、氧化铝陶瓷基板在电子电力领域的应用

在电力电子领域，比如功率开关电源、电力驱动等，需要介质陶瓷基板来实现更好的导热性能，防止电流烧坏和短路。

4、氧化铝陶瓷共烧板在锂电池行业的应用

随着人工智能和环保的推荐，汽车行业也推出电力轿车，主要是通过电池蓄电，采用陶瓷基板做的锂电池可以实现更好的电流和散热功能，促进新能源汽车的市场需求。

5、陶瓷基板在集成电路当中的应用

小尺寸的陶瓷基板芯片（小于3mm*3mm）通过技术也能实现小尺寸集成电路的封装，因此对于集成电路的应用也是越来也大；毕竟集成电路发展具备精密化、微型化等特征。

陶瓷基板是干什么用的2

陶瓷基板特点

1、机械应力强，形状稳定；高强度、高导热率、高绝缘性；结合力强，防腐蚀。

2、极好的热循环性能，循环次数达5万次，可靠性高。

3、与PCB板(或IMS基片)一样可刻蚀出各种图形的结构；无污染、无公害。

4、使用温度宽-55℃～850℃；热膨胀系数接近硅，简化功率模块的生产工艺。

陶瓷基板优越性

1、陶瓷基板的热膨胀系数接近硅芯片，可节省过渡层Mo片，省工、节材、降低成本；

2、减少焊层，降低热阻，减少空洞，提高成品率；

3、在相同载流量下0.3mm厚的铜箔线宽仅为普通印刷电路板的10%；

4、优良的导热性，使芯片的封装非常紧凑，从而使功率密度大大提高，改善系统和装置的可靠性；

1、超薄型(0.25mm)陶瓷基板可替代BeO，无环保毒性问题；

2、载流量大，100A电流连续通过1mm宽0.3mm厚铜体，温升约17℃；100A电流连续通过2mm宽0.3mm厚铜体，温升仅5℃左右；

3、热阻低，10×10mm陶瓷基板的'热阻0.63mm厚度陶瓷基片的热阻为0.31K/W，0.38mm厚度陶瓷基片的热阻为0.19K/W，0.25mm厚度陶瓷基片的热阻为0.14K/W。

4、绝缘耐压高，保障人身安全和设备的防护能力。

5、可以实现新的封装和组装方法，使产品高度集成，体积缩小。

陶瓷基板性能要求

1、机械性质

陶瓷基板有足够高的机械强度，除搭载元件外，也能作为支持构件使用；加工性好，尺寸精度高；容易实现多层化；表面光滑，无翘曲、弯曲、微裂纹等。

2、电学性质

绝缘电阻及绝缘破坏电压高；介电常数低；介电损耗小；在温度高、湿度大的条件下性能稳定，确保可靠性。

3、热学性质

热导率高；热膨胀系数与相关材料匹配（特别是与Si的热膨胀系数要匹配）；耐热性优良。

4、其它性质

化学稳定性好；容易金属化，电路图形与其附着力强；无吸湿性；耐油、耐化学药品；a射线放出量小；所采用的物质无公害、无毒性；在使用温度范围内晶体结构不变化；原材料丰富；技术成熟；制造容易；价格低。

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陶瓷基板种类

按制造工艺来分

现阶段较普遍的陶瓷散热基板种类共有HTCC、LTCC、DBC、DPC。而DBC与DPC则为国内近几年才开发成熟，且能量产化的专业技术，DBC是利用高温加热将Al2O3与Cu板结合，其技术瓶颈在于不易解决Al2O3与Cu板间微气孔产生之问题，这使得该产品的量产能量与良率受到较大的挑战

而DPC技术则是利用直接镀铜技术，将Cu沉积于Al2O3基板之上，其工艺结合材料与薄膜工艺技术，其产品为近年最普遍使用的陶瓷散热基板。然而其材料控制与工艺技术整合能力要求较高，这使得跨入DPC产业并能稳定生产的技术门槛相对较高。

1、HTCC (High-Temperature Co-fired Ceramic)

HTCC又称为高温共烧多层陶瓷，生产制造过程与LTCC极为相似，主要的差异点在于HTCC的陶瓷粉末并无加入玻璃材质，因此，HTCC的必须再高温1300~1600℃环境下干燥硬化成生胚，接着同样钻上导通孔，以网版印刷技术填孔与印制线路，因其共烧温度较高，使得金属导体材料的选择受限，其主要的材料为熔点较高但导电性却较差的钨、钼、锰…等金属，最后再叠层烧结成型。

2、 LTCC (Low-Temperature Co-fired Ceramic)

LTCC 又称为低温共烧多层陶瓷基板，此技术须先将无机的氧化铝粉与约30%~50%的玻璃材料加上有机黏结剂，使其混合均匀成为泥状的浆料，接着利用刮刀把浆料刮成片状，再经由一道干燥过程将片状浆料形成一片片薄薄的生胚，然后依各层的设计钻导通孔，作为各层讯号的传递

LTCC内部线路则运用网版印刷技术，分别于生胚上做填孔及印制线路，内外电极则可分别使用银、铜、金等金属，最后将各层做叠层动作，放置于850~900℃的烧结炉中烧结成型，即可完成。

3、 DBC (Direct Bonded Copper)

直接敷铜技术是利用铜的含氧共晶液直接将铜敷接在陶瓷上，其基本原理就是敷接过程前或过程中在铜与陶瓷之间引入适量的氧元素，在1065℃~1083℃范围内，铜与氧形成Cu-O共晶液， DBC技术利用该共晶液一方面与陶瓷基板发生化学反应生成 CuAlO2或CuAl2O4相，另一方面浸润铜箔实现陶瓷基板与铜板的结合。

4、 DPC (Direct Plate Copper)

DPC亦称为直接镀铜基板， DPC基板工艺为例：首先将陶瓷基板做前处理清洁，利用薄膜专业制造技术－真空镀膜方式于陶瓷基板上溅镀结合于铜金属复合层，接着以黄光微影之光阻被复曝光、显影、蚀刻、去膜工艺完成线路制作，最后再以电镀/化学镀沉积方式增加线路的厚度，待光阻移除后即完成金属化线路制作。

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