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。

　 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。

　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、枪管等产品。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。

　1、湿度传感器的温度系数

湿度传感器能够收集数据主要就是靠湿敏元件，湿敏元件除对环境湿度敏感外，对温度亦十分敏感，其温度系数一般在0.2~0.8%RH/℃范围内，而且有的湿敏元件在不同的相对湿度下，其温度系数又有差别。这时候陶瓷基板的优点就能够凸显出来了，陶瓷基板的导热系数非常高，可以将湿敏元件的温度长期维持在一个稳定的的状态。

2、精度和长期稳定性

湿度传感器的精度应达到±2%~±5%RH，达不到这个水平很难作为计量器具使用，湿度传感器要达到±2%~±3%RH的精度是比较困难的，通常产品资料中给出的特性是在常温（20℃±10℃）和洁净的气体中测量的。在实际使用中，由于尘土、油污及有害气体的影响，使用时间一长，会产生老化，精度下降，湿度传感器的精度水平要结合其长期稳定性去判断，一般说来，长期稳定性和使用寿命是影响湿度传感器质量的头等问题，年漂移量控制在1%RH水平的产品很少，一般都在±2%左右，甚至更高。能够将年漂移量维持在1%RH的都是有使用陶瓷基板，陶瓷基板具有很强的机械强度，并且能够耐强酸强碱，给湿度传感器提供最完美的保护。

3、湿度传感器的供电

金属氧化物陶瓷，高分子聚合物和氯化锂等湿敏材料施加直流电压时，会导致性能变化，甚至失效，所以这类湿度传感器不能用直流电压或有直流成份的交流电压，必须是交流电供电。

4、湿度校正

校正湿度要比校正温度困难得多。温度标定往往用一根标准温度计作标准即可，而湿度的标定标准较难实现，干湿球温度计和一些常见的指针式湿度计是不能用来作标定的，精度无法保证，因其要求环境条件非常严格，一般情况，（最好在湿度环境适合的条件下）在缺乏完善的检定设备时，通常用简单的饱和盐溶液检定法，并测量其温度。

5、互换性

目前，湿度传感器普遍存在着互换性差的现象，同一型号的传感器不能互换，严重影响了使用效果，给维修、调试增加了困难，有些厂家在这方面作出了种种努力，但互换性仍很差。