電路板工程師：陶瓷電路板加工技術

PCBA加工廠家講解：陶瓷PCB加工技術

     電路板廠陶瓷產品的制造工藝有很多種。 據說有干壓、注漿、擠壓、注射、流延、靜壓等30多種制造方法。 由于電子陶瓷基板是“平面”（形或圓形），形狀并不復雜，干式成型加工的制造工藝簡單，成本低，所以大多采用干式成型。 干壓平板電子陶瓷的制造過程主要包括毛坯成型、毛坯燒結和精加工、基板上電路形成三個方面。

一、生坯制造（成形）

     采用高純氧化鋁（Al2O3含量≥95%）粉體（根據用途和制造方法要求不同粒度，如從幾文盲到幾十微米）和添加劑（主要是粘合劑、分散劑等）。 ) 形成“漿料”或加工材料。

二、生坯(或稱“生坯”)采用干壓法制成。

    干壓坯料采用高純氧化鋁（電子陶瓷用氧化鋁含量在92%以上，大部分為99%）粉末（干壓用最大粒徑不得超過60 μm，用于擠出、流延和注射的粉末粒徑應控制在1μm以內）加入適當的增塑劑和粘合劑，混合均勻后干壓坯料。 目前其方片或圓片的生成可達0.50mm，甚至≤0.3mm（與板材尺寸有關）。

    干壓后的毛坯可在燒結前進行外形尺寸、鉆孔等加工，但要注意補償因燒結引起的尺寸收縮問題（擴大收縮尺寸）。

    生坯采用流延法生產

    制造+流延（在流延機上在金屬或耐熱聚酯帶上均勻涂膠）+烘干+修邊（也可進行鉆孔等加工）+脫脂+燒結等流膠工序（ 氧化鋁粉+溶劑+分散劑+結合劑+增塑劑等）。 可實現自動化、規模化生產。

三、生坯的燒結及燒結后的精整。 陶瓷基板的生坯部分往往需要“燒結”，燒結后進行精加工。

(1)生坯的燒結

     陶瓷生坯的“燒結”是指干壓等生坯（體積）中的空穴、空氣、雜質、有機物等，通過“燒結”過程，通過揮發、燃燒、擠壓等方法去除的過程， 從而達到氧化鋁顆粒之間的緊密接觸或形成（鍵合）長。 因此，陶瓷生坯（green billets）燒結后，重量減輕，尺寸收縮，形狀變形，抗壓強度增加，氣孔率降低。 陶瓷坯體的燒結方法有：①常壓燒結法，無壓力燒結會帶來較大的變形； ②加壓（熱壓）燒結法：加壓燒結可獲得良好的扁平產品，是目前采用最多的方法； ③熱等靜壓燒結法是一種利用高壓高溫氣體的燒結方法。 整體產品是在相同溫度和壓力下完成的產品。 各項性能均衡，成本較高。 這種燒結方法常用于增值產品，或航空航天、國防軍工產品，如軍用反射鏡、核燃料、槍管等產品。

    干壓氧化鋁生坯的燒結溫度大多在1200℃～1600℃之間（與成分和熔劑有關）。

(2)燒結(熟)毛坯的精加工

    大多數燒結陶瓷毛坯需要進行精加工，目的如下：①獲得平整的表面。 生坯在高溫燒結過程中，由于生坯中顆粒、空隙、雜質、有機物等分布不均，會造成變形、高度不均（凹凸）或粗糙度和差異過大。 這些缺陷可以通過表面處理來解決； ② 獲得如鏡面般反射的高光潔度表面，或提高潤滑性（耐磨性）。

    表面拋光處理是用拋光材料（如SIC、B4C）或金剛石膏將表面由粗磨料逐步磨成細磨料。 一般采用≤1μM的Al2O3粉末或金剛石膏，或采用激光或超聲波處理。

(3)強(鋼)處理。

    為了提高表面拋光后表面的機械強度（如抗彎強度），可采用電子射線真空鍍膜、濺射真空鍍膜、化學氣相蒸發等方法鍍上一層硅化合物薄膜，其機械強度 陶瓷毛坯經1200℃~1600℃熱處理后可明顯提高！

四、在基板上形成導電圖形（電路）

    要在陶瓷基板上加工導電圖形（電路），首先要制作鍍銅箔的陶瓷基板，然后按印制電路板工藝制作陶瓷印制板。

(1)形成覆銅陶瓷基板。 目前，形成覆銅陶瓷基板的方法有兩種。

①層壓法。 一側氧化的銅箔和氧化鋁陶瓷基板通過熱壓成型。 即對陶瓷表面進行處理（如激光、等離子等），獲得活化或粗化表面，再層壓為“銅箔+耐熱膠層+陶瓷+耐熱膠層+銅箔” ”，然后在1020℃~1060℃燒結，形成雙面覆銅陶瓷層壓板。

②電鍍法。 等離子處理后的陶瓷基板“濺射鈦膜+濺射鎳膜+濺射銅膜”。 然后，進行常規的鍍銅至所需的銅厚度，形成雙面覆銅陶瓷基板。

(2)單、雙面陶瓷PCB板制造。 單、雙面覆銅陶瓷基板按常規PCB制造工藝使用。

(3)陶瓷多層板的制造。

① 絕緣層（氧化鋁）在單雙面板上反復涂敷、燒結、布線、燒結而成多層板，或采用流延制造工藝完成。

②陶瓷多層板采用流延法制造。 生片在流延機上成型，然后通過鉆孔、塞孔（導電膠等）、印刷（導電線路等）、切割、層壓、等靜壓燒結等方法形成陶瓷多層板。

流延法-制作流動膠液的過程（氧化鋁粉+溶劑+分散劑+結合劑+增塑劑等混合均勻+過篩）+流延（將膠液均勻涂在金屬或耐熱聚酯帶上） 在流延機上）+干燥+修整+脫脂+燒結。

     總之，陶瓷PCB屬于PCB的范疇，也是PCB廠發展進步的衍生和延伸的結果。 未來可能會成為PCB領域的重要類型之一。 由于陶瓷PCB具有最好的導熱絕緣介質、熔點高、熱尺寸穩定等優點，陶瓷PCB在高溫高導熱領域的應用將具有廣闊的發展前景！ PCB制造、PCB設計和PCBA加工廠家講解PCB工程師：陶瓷PCB加工技術。