电路板工程师：陶瓷电路板加工技术

PCBA加工厂家讲解：陶瓷PCB加工技术

电路板厂陶瓷产品的制造工艺有很多种。据说有干压、注浆、挤压、注射、流延、静压等30多种制造方法。由于电子陶瓷基板是“平面”（形或圆形），形状并不复杂，干式成型加工的制造工艺简单，成本低，所以大多采用干式成型。干压平板电子陶瓷的制造过程主要包括毛坯成型、毛坯烧结和精加工、基板上电路形成三个方面。

一、生坯制造（成形）

采用高纯氧化铝（Al2O3含量≥95%）粉体（根据用途和制造方法要求不同粒度，如从几文盲到几十微米）和添加剂（主要是粘合剂、分散剂等）。 ) 形成“浆料”或加工材料。

二、生坯(或称“生坯”)采用干压法制成。

干压坯料采用高纯氧化铝（电子陶瓷用氧化铝含量在92%以上，大部分为99%）粉末（干压用最大粒径不得超过60 μm，用于挤出、流延和注射的粉末粒径应控制在1μm以内）加入适当的增塑剂和粘合剂，混合均匀后干压坯料。目前其方片或圆片的生成可达0.50mm，甚至≤0.3mm（与板材尺寸有关）。

干压后的毛坯可在烧结前进行外形尺寸、钻孔等加工，但要注意补偿因烧结引起的尺寸收缩问题（扩大收缩尺寸）。

生坯采用流延法生产

制造+流延（在流延机上在金属或耐热聚酯带上均匀涂胶）+烘干+修边（也可进行钻孔等加工）+脱脂+烧结等流胶工序（氧化铝粉+溶剂+分散剂+结合剂+增塑剂等）。可实现自动化、规模化生产。

三、生坯的烧结及烧结后的精整。陶瓷基板的生坯部分往往需要“烧结”，烧结后进行精加工。

(1)生坯的烧结

陶瓷生坯的“烧结”是指干压等生坯（体积）中的空穴、空气、杂质、有机物等，通过“烧结”过程，通过挥发、燃烧、挤压等方法去除的过程，从而达到氧化铝颗粒之间的紧密接触或形成（键合）长。因此，陶瓷生坯（green billets）烧结后，重量减轻，尺寸收缩，形状变形，抗压强度增加，气孔率降低。陶瓷坯体的烧结方法有：①常压烧结法，无压力烧结会带来较大的变形； ②加压（热压）烧结法：加压烧结可获得良好的扁平产品，是目前采用最多的方法； ③热等静压烧结法是一种利用高压高温气体的烧结方法。整体产品是在相同温度和压力下完成的产品。各项性能均衡，成本较高。这种烧结方法常用于增值产品，或航空航天、国防军工产品，如军用反射镜、核燃料、枪管等产品。

干压氧化铝生坯的烧结温度大多在1200℃～1600℃之间（与成分和熔剂有关）。

(2)烧结(熟)毛坯的精加工

大多数烧结陶瓷毛坯需要进行精加工，目的如下：①获得平整的表面。生坯在高温烧结过程中，由于生坯中颗粒、空隙、杂质、有机物等分布不均，会造成变形、高度不均（凹凸）或粗糙度和差异过大。这些缺陷可以通过表面处理来解决； ② 获得如镜面般反射的高光洁度表面，或提高润滑性（耐磨性）。

表面抛光处理是用抛光材料（如SIC、B4C）或金刚石膏将表面由粗磨料逐步磨成细磨料。一般采用≤1μM的Al2O3粉末或金刚石膏，或采用激光或超声波处理。

(3)强(钢)处理。

为了提高表面抛光后表面的机械强度（如抗弯强度），可采用电子射线真空镀膜、溅射真空镀膜、化学气相蒸发等方法镀上一层硅化合物薄膜，其机械强度陶瓷毛坯经1200℃~1600℃热处理后可明显提高！

四、在基板上形成导电图形（电路）

要在陶瓷基板上加工导电图形（电路），首先要制作镀铜箔的陶瓷基板，然后按印制电路板工艺制作陶瓷印制板。

(1)形成覆铜陶瓷基板。目前，形成覆铜陶瓷基板的方法有两种。

①层压法。一侧氧化的铜箔和氧化铝陶瓷基板通过热压成型。即对陶瓷表面进行处理（如激光、等离子等），获得活化或粗化表面，再层压为“铜箔+耐热胶层+陶瓷+耐热胶层+铜箔” ”，然后在1020℃~1060℃烧结，形成双面覆铜陶瓷层压板。

②电镀法。等离子处理后的陶瓷基板“溅射钛膜+溅射镍膜+溅射铜膜”。然后，进行常规的镀铜至所需的铜厚度，形成双面覆铜陶瓷基板。

(2)单、双面陶瓷PCB板制造。单、双面覆铜陶瓷基板按常规PCB制造工艺使用。

(3)陶瓷多层板的制造。

① 绝缘层（氧化铝）在单双面板上反复涂敷、烧结、布线、烧结而成多层板，或采用流延制造工艺完成。

②陶瓷多层板采用流延法制造。生片在流延机上成型，然后通过钻孔、塞孔（导电胶等）、印刷（导电线路等）、切割、层压、等静压烧结等方法形成陶瓷多层板。

流延法-制作流动胶液的过程（氧化铝粉+溶剂+分散剂+结合剂+增塑剂等混合均匀+过筛）+流延（将胶液均匀涂在金属或耐热聚酯带上）在流延机上）+干燥+修整+脱脂+烧结。

总之，陶瓷PCB属于PCB的范畴，也是PCB厂发展进步的衍生和延伸的结果。未来可能会成为PCB领域的重要类型之一。由于陶瓷PCB具有最好的导热绝缘介质、熔点高、热尺寸稳定等优点，陶瓷PCB在高温高导热领域的应用将具有广阔的发展前景！ PCB制造、PCB设计和PCBA加工厂家讲解PCB工程师：陶瓷PCB加工技术。