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陶瓷线路板工艺介绍
2021-10-21
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陶瓷电路板实际上是以电子陶瓷为基本材料,可以做成各种形状。其中,陶瓷电路板的耐高温、电绝缘性能高的特点最为突出。在介电常数和介电损耗低、热导率高、良好的化学稳定性以及与元件的热膨胀系数相似等优点也非常显著。陶瓷电路板的生产将采用LAM技术,即激光快速活化金属化技术。

不同于传统的FR-4(玻纤维),陶瓷类材料具有良好的高频性能和电性能,并具有高导热性、化学稳定性和优良的热稳定性等有机基材所不具备的性能。是新一代大规模集成电路和功率电子模块的新型理想封装材料。


陶瓷线路板工艺介绍-打孔篇


随着大功率电子产品向小型化、高速化方向发展,传统的FR-4铝基板等基板材料已不再适用PCB行业朝着大功率,智能应用的发展。随着科学技术的进步,传统的LTCC和DBC技术正逐渐被DPC和LAM技术所取代。以LAM技术为代表的激光技术更符合印刷电路板的高密度互连和精细化发展。激光钻孔是目前PCB行业的前端和主流钻孔技术,该技术高效、快速、精准、,具有很大的应用价值。陶瓷线路板采用激光快速活化金属化技术制成。金属层与陶瓷之间结合强度高,电学性能好,可重复焊接。金属层厚度1μm-1mm内可调,L/S分辨率可达20μm,可直接实现过孔连接,为客户提供定制化解决方案。

横向激发大气压CO2激光器,与普通激光器相比,其输出功率可高达一百至一千倍左右,且易于制造。在电磁波谱中,射频在105-109Hz的频率范围内。频率发射CO2是随着军事和航天技术的发展而发展起来的。中小功率射频CO2激光器调制性能优良,功率性能稳定,运行可靠性高。寿命长等特点。 紫外固体YAG广泛应用于微电子元件行业的塑料、金属等材料。虽然CO2激光打孔工艺比较复杂,产生的微孔孔径也比紫外固体YAG,但是CO2激光打孔效率高,速度快等优势, 在PCB激光微孔加工的市场份量占到80%。

国内的激光微孔技术还处于发展阶段,能够投产的企业并不多。利用短脉冲、高峰值功率的激光在PCB基板上进行钻孔,以达到聚集高密度能量、材料瞬间去除、形成微孔等工艺要求。烧蚀分为光热烧蚀和光化学烧蚀两种。光热烧蚀是指基板材料瞬间吸收高能激光,完成成孔过程。光化学烧蚀是指在紫外区超过 2 eV 电子伏特的高光子能量和超过 400 纳米的激光波长的组合。这个过程可以有效地破坏有机材料的长分子链,形成更小的颗粒。颗粒在外力的挤压下能迅速在基材上形成微孔。

如今,我国的激光钻孔技术已经积累了经验和技术进步。与传统钻孔技术相比,激光钻孔技术具有精准度高、速度快、效率高、可规模化批量化打孔,适用于大多数软硬材料,不损耗刀具,产生的废料少、环保无污染等优点。

通过激光打孔工艺的陶瓷线路板具有陶瓷与金属结合度高、无脱落、不起泡等现象,达到一起生长的效果,表面平整度高,粗糙度0.1μm~0.3μm,激光打孔孔径为0.15mm-0.5mm,甚至0.06mm。


陶瓷电路板工艺-蚀刻篇


在电路板的外层需要保留的铜箔上,即在电路图形上预镀一层铅锡抗蚀层,然后通过化学方式蚀刻掉未保护的非导体部分的铜,形成电路。

根据工艺方法的不同,蚀刻分为内层蚀刻和外层蚀刻。内层蚀刻采用酸性蚀刻,以湿膜或干膜作为抗蚀剂;外层蚀刻采用碱性蚀刻,用锡铅作为抗蚀剂。

蚀刻反应的基本原理


1、酸性氯化铜蚀刻


显影:利用碳酸钠的弱碱性将干膜上未受紫外线照射的干膜部分溶解掉,保留已照射的部分。

蚀刻:按一定比例的溶液,把溶解了干膜或湿膜而暴露在外的铜表面用酸性氯化铜蚀刻液溶解并蚀刻掉。

褪膜:按照一定比例的药水在特定温度和速度环境下,溶解掉线路上的保护膜。酸性氯化铜蚀刻具有蚀刻速度容易控制、蚀铜效率高、质量好、蚀刻液易于回收等特点。

2、碱性蚀刻


退膜:用退菲林液去除掉电路板表面的菲林,露出未加工的铜面。


蚀刻:使用蚀刻液蚀刻掉不需要的底铜,留下加厚的线条。其中会使用到助剂。加速剂是用于促进氧化反应,防止亚铜错离子沉淀;护岸剂用于减少侧蚀;抑制剂用于抑制氨的流散、铜的沉淀和加速蚀铜的氧化反应。


新洗液:使用不含铜离子的一水合氨,用氯化铵溶液去除板上残留的药液。


整孔:此工艺仅适用于沉金工艺。主要是去除非镀通孔中多余的钯离子,防止金离子在浸金过程中沉积。


褪锡:用硝酸药液去除锡铅层。

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