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陶瓷基板薄膜/厚膜制造工藝中的相關技術
2021-10-27
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1、薄膜電路工藝

通過磁控濺射、圖案化光刻、干濕法蝕刻、電鍍增厚等工藝,在陶瓷基板上制作出超細線條線路路圖形。
薄膜電路工藝








在薄膜工藝中,在薄膜電路工藝的基礎上,通過磁控濺射對陶瓷表面進行金屬化處理,通過電鍍使銅層和金層的厚度大于10微米以上。即DPC(Direct Plate Copper)。

DPC生產流程圖



2、厚膜電路工藝

(1). 高溫共燒陶瓷——HTCC(High-Temperature Co-fired Ceramic)

(2). 低溫共燒陶瓷——LTCC(Low-Temperature Co-fired Ceramic)

(3). 直接鍵合銅——DBC(Direct Bonded Copper)

DBC生產流程圖


陶瓷基板制造工藝中的相關技術:

(1)鉆孔:利用機械鉆孔在金屬層之間產生連通。

(2)鍍通孔:連接層間的銅電路鉆孔完成后,層間的電路未導電。因此,必須在孔壁上形成導通層借以連接電路。這個過程在業界一般稱為“PTH”,主要工序包括除渣、化學鍍銅和電鍍銅三個工序。

3、干膜壓合:制作感光性蝕刻的阻抗層。

4、內電路圖像轉移:利用曝光將膠片的圖像轉移到板面。

5、外層電路的曝光:貼好感光膜后,電路板就按照類似內層電路的生產流程再次曝光顯影。這次感光膜的主要作用是為了定義出需要電鍍的區域和不需要電鍍的區域,我們覆蓋的區域就是不需要電鍍的區域。

6、磁控濺射:利用氣體輝光放電過程中產生的正離子與靶材料的表面原子之間的能量和動量交換,使物質從源材料移向襯底,實現薄膜的沉積。

 

7、蝕刻——外部電路的形成:利用化學反應或物理沖擊作用而移除的技術。蝕刻的功能性體現在特定圖形,選擇性的移除。

 

線路電鍍完成后,電路板將送去剝膜、蝕刻、剝錫線。主要工作是將電鍍阻劑完全剝離,將待蝕刻的銅暴露在蝕刻液中。由于電路區的頂部已經被錫保護,所以使用堿性蝕刻液來蝕刻銅,但由于電路已經被錫保護,電路區的電路可以保留,從而使表面電路整體電路板出現。

8、防焊漆涂層:陶瓷線路板的目的是承載電子零件,達到連接的目的。因此電路板線路完成后,必須界定電子零件組裝的區域,非組裝區域應適當用高分子材料保護。由于電子零件的組裝和連接都用焊錫,因此這種對電路板起到部分保護作用的高分子材料被稱為“防焊漆”。目前大多數感光型阻焊劑使用濕式油墨涂布形式。

3、LAM技術工藝


1、金屬層與陶瓷結合強度高,導電性好,可多次焊接。金屬層厚度可在1μm-1mm范圍內調整。最大L/S分辨率可達10μm。直接實現via連接很方便 。

LAM相關技術


2、LAM技術優勢:

LAM技術


(1)更高的導熱系數:傳統鋁基板MCPCB的導熱系數為1~2W/mk,銅本身的導熱系數為383.8W/mK,但絕緣層的導熱系數僅為1.0W/mK左右 ,更好的可以達到 1.8W/mK。氧化鋁陶瓷導熱系數:20~35 W/mk,氮化鋁陶瓷導熱系數:170~230 W/mk,銅基板導熱系數為2W/(m*K),其熱膨脹系數與常用的LED芯片相匹配,可以把大型的Si基芯片直接在銅導體電路上進行板載,省去了傳統模塊中鉬片等過渡層;


(2)更牢、更低電阻的金屬膜層:產品上金屬層與陶瓷基板的結合強度高,最高可達45MPa(大于1mm厚陶瓷片自身強度);金屬層具有良好的導電性,例如,所得銅的體積電阻率小于2.5×10-6Ω.cm,電流通過時發熱??;


(3)基板的可焊性好,使用溫度高:耐焊接,可多次反復焊接;


(4)絕緣性好:耐擊穿電壓高達20KV/mm;


(5)導電層厚度在1μm~1mm內任意定制:可根據電路模塊設計任意電流。銅層越厚,可以通過的電流就越大。傳統的DBC技術只能生產100μm到600μm厚度的導電層;傳統DBC工藝做<100μm時,生產溫度過高會熔化,做<600μm銅層過厚時,銅會流下去導致產品邊緣變得模糊。我們的銅箔是覆蓋的,所以厚度可以在1μm~1mm范圍內定制,精度非常準確。


(6)高頻損耗小,可設計組裝高頻電路;介電常數小,


(7)可實現高密度組裝,線/間距(L/S)分辨率可達20μm,實現設備短、小、輕、薄;


(8) 不含有機成分,抗宇宙射線,航空航天方面可靠性高,使用壽命長;


(9)銅層不含氧化層,可在還原性氣氛中長期使用;


(10) 三維基板和三維布線

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