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一文了解HTCC陶瓷金屬化工藝及相關(guān)設(shè)備廠商

HTCC陶瓷金屬化

高溫共燒陶瓷(HTCC)具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、熱導(dǎo)率高、化學(xué)穩(wěn)定性好和布線密度高等優(yōu)點(diǎn),因此在大功率組裝電路中具有廣泛的應(yīng)用前景。HTCC是將高溫?zé)Y(jié)陶瓷粉(氧化鋁、氮化鋁等)制成厚度精確且致密性好的生瓷,在生瓷上利用打孔、微孔注漿、印刷等工藝制出所需的電路圖形,然后疊壓在一起,通常采用鎢、鉬、錳等金屬漿料,在1500℃~1850℃下燒結(jié),制成三維互連的高密度電路。陶瓷金屬化是HTCC生產(chǎn)工藝中的重要環(huán)節(jié)之一。

HTCC制造工藝流程

一、HTCC陶瓷的金屬化技術(shù)

HTCC陶瓷的金屬化包括單層陶瓷的表面金屬化和層與層間的金屬化(通孔金屬化)。
1、單層陶瓷的表面金屬化
單層陶瓷的金屬化是采用絲網(wǎng)印刷的方法在陶瓷表面牢固地粘附一層金屬薄膜,使之實(shí)現(xiàn)陶瓷和金屬間的焊接,在陶瓷表面形成電路,不僅可以焊接,且能作為導(dǎo)線傳輸電流。

印刷是實(shí)現(xiàn)電路布線的關(guān)鍵技術(shù)。印刷時(shí)在絲網(wǎng)一端倒入導(dǎo)體漿料,用刮板在絲網(wǎng)板上的漿料部位施加一定的壓力,并向絲網(wǎng)的另一端移動(dòng)。漿料在移動(dòng)中被刮板從絲網(wǎng)上方擠壓到生瓷片上,從而實(shí)現(xiàn)圖形的印制。通過印刷,將各種漿料通過制作好電路圖形的絲網(wǎng)轉(zhuǎn)移到生瓷片上。

2、層與層間的金屬化(通孔金屬化
通孔金屬化是指通過在陶瓷基板通孔內(nèi)壁涂覆一層金屬化漿料或者孔內(nèi)填滿金屬化漿料,使得通孔實(shí)現(xiàn)上下面的電氣連通。一般是通過通孔金屬化涂覆設(shè)備使得厚膜金屬化漿料通過陶瓷基板的通孔,使得孔壁的內(nèi)壁表面均勻的涂覆一層金屬化漿料或者孔內(nèi)填滿金屬化漿料。通孔填充是HTCC技術(shù)的關(guān)鍵工藝之一,在填孔工序中,要確保通孔互連導(dǎo)通率達(dá)到100%。常用的通孔填充方法有兩種:擠壓填孔技術(shù)和印刷填孔技術(shù)。

HTCC斷面示意圖

1)擠壓填孔 

擠壓填孔是通過填孔機(jī)底部氣囊提供的壓力,將電子漿料通過掩膜版擠壓到生瓷片上開好的通孔中,以實(shí)現(xiàn)不同層與層之間形成電氣互連導(dǎo)通。擠壓填孔存在掩模板制作容易、成本低、操作方便、利于填小孔等優(yōu)點(diǎn),但是,在進(jìn)行大批量的生產(chǎn)作業(yè)時(shí),擠壓填孔工藝由于經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的擠壓作用,漿料中的有機(jī)溶劑會(huì)大量揮發(fā),導(dǎo)致漿料粘度不斷增大,觸變性變差,填孔變得越來越難,而且精度差、效率低,被印刷填孔所替代。
2)印刷填孔
絲網(wǎng)印刷填孔原理是砸刮刀運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)漿料運(yùn)動(dòng),同時(shí)刮刀的壓力施加于漏板,將漿料壓入漏板孔內(nèi),多孔陶瓷臺(tái)通過透氣紙從生瓷片底部抽真空,有助于漿料填充在整個(gè)微孔的圓柱空腔里。填孔絲網(wǎng)網(wǎng)版一般采用不銹鋼制作, 網(wǎng)版上的孔徑應(yīng)略小于生瓷帶上通孔的孔徑, 可提高盲孔的形成率。

HTCC印刷填孔示意

影響HTCC印刷填孔質(zhì)量的主要因素是,除填孔設(shè)備滿足產(chǎn)品所需的技術(shù)指標(biāo)要求外,影響填孔質(zhì)量的主要工藝參數(shù)有填孔壓力與速度、刮刀角度與硬度以及真空負(fù)壓與拖網(wǎng)延時(shí)等。

相比于擠壓填孔,印刷填孔具有漿料性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定、凸起現(xiàn)象減小且漿料損失量大幅度下降,節(jié)約成本。

深圳市金瑞欣特種電路技術(shù)有限公司

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通過公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)的不懈努力,現(xiàn)已成功研發(fā)微小孔板、高精密板、難度板、微型化板、圍壩板等,具備DPC、DBC、HTCC、LTCC等多種陶瓷生產(chǎn)技術(shù),以便為更多需求的客戶服務(wù),開拓列廣泛的市場(chǎng)。

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