北京陶瓷電路板加工技術(shù)分享

在電路板廠陶瓷產(chǎn)品的制造技術(shù)類型是非常多的，據(jù)說有30多種制造工藝方法，如干壓、注漿、擠壓、注射、流延方法和等靜壓法等等，由于電子陶瓷基板是“平板”型（方塊或圓片方式）的、形狀不復雜，采用干法成型和加工等的制造過程簡單、成本低，因此大多采用干壓成型的方法。干壓平板型電子陶瓷的制造過程主要有三大內(nèi)容，即坯件成型、坯件燒結(jié)和精加工和在基板上形成電路。

1.生坯件制造（成型）
采用高純度的氧化鋁（含量≥95%的Al2O3）粉末（視用途和制造方法而要求不同的顆粒大小。如從幾文盲到幾十微米不等）和添加劑（主要有黏結(jié)劑、分散劑等）形成“漿料”或加工料。

（1）干壓法制造生坯件（或稱“生坯”）。
干壓坯件就是把高純度的氧化鋁（用于電子陶瓷的氧化鋁含量要大于92%，大多數(shù)采用99%）粉末（用于干壓的顆粒尺寸最大不得超過60μm，而用于擠壓、流延、注射等的粉末顆粒大小要控制在1 μm以內(nèi)）加入適量的可塑劑和黏結(jié)劑，混合均勻后進行干壓制坯，目前其方塊或圓片的后代可達到0.50mm，甚至可≤0.3 mm（與板面尺寸有關）。

干壓后的坯件在燒結(jié)前可進行加工，如外型尺寸和鉆孔等的加工，但應注意燒結(jié)引起尺寸收縮的補償（放大收縮率尺寸）。

（2）流延法制造生坯件。
流膠液（氧化鋁粉料+溶劑+分散劑+粘結(jié)劑+增塑劑等混合均勻+過篩）制造+流延（在流延機上把膠液均勻布涂在金屬或耐熱聚酯帶上）+干燥+修整（也可進行孔等加工）+脫脂+燒結(jié)等過程?？勺詣踊?規(guī)模化進行生產(chǎn)。

2.生坯件的燒結(jié)和燒結(jié)后精加工。陶瓷基板的生坯件往往需要經(jīng)過“燒結(jié)”和燒結(jié)后精加工的。

（1）生坯件的燒結(jié)。
陶瓷生坯的“燒結(jié)”是指干壓等的生坯（體積）內(nèi)的空洞、空氣和雜質(zhì)和有機物等通過“燒結(jié)”過程加以揮發(fā)、燃燒和擠壓等而清除、而把氧化鋁顆粒之間達到緊密接觸或結(jié)（鍵）合成長的過程，因此陶瓷生坯件燒結(jié)后（熟坯）會發(fā)生重量損失、尺寸收縮、形狀變形、抗壓強度提高和氣孔率減少等變化。陶瓷生坯的燒結(jié)方法有：①常壓燒結(jié)方法，不加壓力下進行燒結(jié)，會帶來較大的變形等；②加壓（熱壓）燒結(jié)方法，加壓下進行的燒結(jié)，可得到好的平面性產(chǎn)品，這是目前大多數(shù)采用的方法；③熱等靜壓燒結(jié)方法，利用高壓高熱氣體進行燒結(jié)方法，其特點的產(chǎn)品的整體是處在相同溫度和壓力來完成的產(chǎn)品，各種各樣性能是均衡的，成本較高，在附加值的產(chǎn)品上、或航天航空、國防軍事的產(chǎn)品中多采用這種燒結(jié)方法，如軍事領域的反射鏡、核燃料、槍管等制品上。軍工pcb廠家——深亞電子，專注工業(yè)級PCB線路板。

干壓的氧化鋁生坯件的燒結(jié)溫度大多數(shù)是在1200 ℃~1600 ℃之間（與組成和助熔劑有關）進行的。

（2）燒結(jié)后(熟)坯件的精加工。
多數(shù)的燒結(jié)陶瓷坯件是需要精加工的，其目的有：①獲得平整的表面，生坯件在高溫燒結(jié)過程中，由于生坯內(nèi)的顆粒分布、空隙、雜質(zhì)、有機物等的不均衡，因此會引起變形和高低（凹凸）不平或粗糙度過大與差別等，這些缺陷可通過表面精加工來解決；②獲得高的光潔度表面，如鏡面一樣反射，或提高潤滑（耐磨）性。

表面拋光處理是采用拋光材料（如SiC、B4C）或金剛石砂膏，由粗到細磨料逐級磨削進行拋光表面。一般來說，大多采用≤1μm的AlO粉末或金剛石砂膏、或用激光或超聲波進行處理來實現(xiàn)。

（3）強（鋼）化處理。
經(jīng)過表面拋光處理后的表面，為了提高力學強度（如抗彎曲強度等）可通過電子射線真空鍍膜、濺射真空鍍膜、化學氣相蒸鍍等方法鍍上一層硅化合物膜，并經(jīng)過1200℃ ~ 1600℃溫度下熱處理，可明顯提高陶瓷坯件的力學強度！

3.基板上形成導電圖形（線路）
要在陶瓷基板上加工形成導電圖型（線路），首先要制造出覆銅箔陶瓷基板，然后再按印制電路板工藝技術(shù)來制造出陶瓷印制板來。

（1）形成覆銅箔陶瓷基板。目前形成覆銅箔陶瓷基板有兩種方法。

①層壓方法。采用有一面氧化的銅箔與氧化鋁陶瓷基板經(jīng)過熱壓形成。即陶瓷表面經(jīng)過處理（如激光、等離子體等）獲得活化或粗化的表面，然后按“銅箔+耐熱粘結(jié)劑層+陶瓷+耐熱粘結(jié)劑層+銅箔”層疊合一起，經(jīng)1020℃ ~ 1060℃燒結(jié)而形成雙面覆銅箔陶瓷層壓板。
②電鍍方法。陶瓷基板經(jīng)過等離子體等處理后進行“濺射鈦膜+濺射鎳膜+濺射銅膜，接著，進行常規(guī)電鍍銅到所要求的銅厚度，即形成雙面覆銅箔陶瓷基板。

（2）單、雙面陶瓷PCB板的 制造。采用單、雙面覆銅箔陶瓷基板按常規(guī)PCB制造工藝技術(shù)進行 。

（3）陶瓷多層板的制造。
①在單、雙面板上反復涂布絕緣層（氧化鋁）、燒結(jié)、布線、燒結(jié) 而形成多層板，或采用流延製造技術(shù)來完成。
②流延方法制造陶瓷多層板。在流延機上形成生坯帶，然后進行鉆孔、塞孔（導電膠等）、印刷（導電線路等）、裁剪、疊片和等靜壓燒結(jié)，便可形成陶瓷多層板。圖1表示完成的多層陶瓷片狀電容器。

注：流延成型法——流膠液（氧化鋁粉料+溶劑+分散劑+粘結(jié)劑+增塑劑等混合均勻+過篩）制造+流延（在流延機上把膠液均勻布涂在金屬或耐熱聚酯帶上）+干燥+修整+脫脂+燒結(jié)等過程。

總之，陶瓷印制板是屬于PCB范疇，也是PCB廠發(fā)展和進步的派生與延伸的結(jié)果，今后可能會形成PCB領域的重要類型之一。由于陶瓷印制板具有最好的導熱性絕緣介質(zhì)、很高的熔點和熱的尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)勢，因此陶瓷PCB在高溫和高導熱領域的應用中將會有廣闊的發(fā)展前景！