PCB Tecnico - Tecnologia di produzione del substrato ceramico nella fabbrica del circuito stampato

Ci sono molti tipi di tecnologia di produzione per i prodotti ceramici nelle fabbriche di circuiti stampati. Si dice che ci sono più di 30 metodi di processo di fabbricazione, come pressatura a secco, stuccatura, estrusione, iniezione, metodo di colata e metodo di pressatura isostatica, ecc., a causa della ceramica elettronica Il substrato è un tipo "piatto" (metodo quadrato o wafer), la forma non è complicata, il processo di produzione di stampaggio a secco e l'elaborazione è semplice e il costo è basso, quindi la maggior parte dei metodi di stampaggio a secco della stampa vengono utilizzati. Il processo di fabbricazione della ceramica elettronica di tipo piatto pressata a secco ha tre contenuti principali, vale a dire la formazione in bianco, la sinterizzazione e la finitura in bianco e la formazione di un circuito su un substrato.

1. Produzione di parti verdi (formatura)

Utilizzare allumina ad alta purezza (contenuto di Al2O3 al 95%) (sono necessarie particelle di dimensioni diverse a seconda dell'uso e del metodo di fabbricazione, ad esempio, che vanno da pochi analfabeti a decine di micron) e additivi (principalmente leganti, dispersivi, ecc.)) formare un "liquame" o materiale di lavorazione.

(1) Il metodo di pressatura a secco produce parti verdi (o "corpi verdi").

Il bianco di pressatura a secco deve utilizzare allumina ad alta purezza (il contenuto di allumina per ceramica elettronica è superiore al 92%, la maggior parte dei quali utilizza 99%) polvere (la dimensione delle particelle utilizzata per la pressatura a secco non deve superare 60μm ed è utilizzato per l'estrusione La dimensione delle particelle delle polveri come, fusione, iniezione, ecc. dovrebbe essere controllata entro 1 μm) Aggiungere la quantità appropriata di plastificante e legante, mescolare bene e compattare a secco. Attualmente, la prole del quadrato o del disco può raggiungere 0,50 mm, anche ¤ 0,3 mm (in relazione alla dimensione della scheda).

I vuoti pressati a secco possono essere lavorati prima della sinterizzazione, come la lavorazione delle dimensioni esterne e la perforazione, ma attenzione dovrebbe essere prestata alla compensazione del restringimento delle dimensioni causato dalla sinterizzazione (la dimensione del tasso di restringimento allargato).

(2) Metodo di fusione per fabbricare parti verdi.

Fluido di colla (polvere di allumina + solvente + dispersore + legante + plastificante, ecc. per mescolare uniformemente + setaccio) produzione + colata (applicare la colla al metallo o poliestere resistente al calore su una macchina di colata) Portare su) + essiccazione + rifilatura (fori e altre lavorazioni possono anche essere effettuate) + sgrassamento + sinterizzazione e altri processi. Può essere automatizzato e produzione su larga scala.

2. Sinterizzazione e finitura di parti verdi. Le parti verdi dei substrati ceramici spesso devono essere "sinterizzate" e finite dopo la sinterizzazione.

(1) Sinterizzazione delle parti verdi.

La "sinterizzazione" del corpo verde ceramico si riferisce alla rimozione di cavità, aria, impurità e materia organica nel corpo verde (volume) come pressatura a secco attraverso il processo di "sinterizzazione" per volatilizzare, bruciare e spremere e rimuovere le particelle di allumina. Il processo di raggiungere stretto contatto o legame (legame) per formare un lungo, quindi dopo la sinterizzazione del corpo verde ceramico (corpo cotto), ci saranno cambiamenti nella perdita di peso, restringimento delle dimensioni, deformazione della forma, aumento della resistenza alla compressione e diminuzione della porosità. I metodi di sinterizzazione dei corpi verdi ceramici includono: 1. metodo di sinterizzazione a pressione normale, sinterizzazione senza pressione porterà ad una maggiore deformazione, ecc.; 2. metodo di sinterizzazione a pressione (pressione a caldo), sinterizzazione sotto pressione, buono Questo è il metodo più comunemente usato per i prodotti piatti; 3. Il metodo di sinterizzazione isostatica a caldo utilizza gas ad alta pressione e ad alto calore per sinterizzazione. Il suo prodotto caratteristico è un prodotto completato alla stessa temperatura e pressione. Diverse prestazioni sono bilanciate e il costo è relativamente alto. Questo metodo di sinterizzazione è spesso utilizzato in prodotti a valore aggiunto, o prodotti aerospaziali, di difesa nazionale e militari, come specchi, combustibile nucleare, barili di armi e altri prodotti nel campo militare.

La temperatura di sinterizzazione delle parti verdi di allumina pressate a secco è per lo più compresa tra 1200 gradi Celsius e 1600 gradi Celsius (in relazione alla composizione e al flusso).

(2) Finitura di pezzi grezzi sinterizzati (cotti).

La maggior parte dei vuoti ceramici sinterizzati richiedono finitura. Lo scopo è: 1. Per ottenere una superficie piana. Durante il processo di sinterizzazione ad alta temperatura del corpo verde, a causa dello squilibrio della distribuzione delle particelle, vuoti, impurità, materia organica, ecc. nel corpo verde, causerà deformazione e irregolarità (concavo-convesso) o eccessiva rugosità e differenza, ecc Questi difetti possono essere risolti dalla finitura superficiale; 2. ottenere una superficie liscia alta, come uno specchio, o migliorare la lubrificazione (resistenza all'usura).

Il trattamento di lucidatura superficiale è quello di utilizzare materiali di lucidatura (come SiC, B4C) o pasta di sabbia diamantata per lucidare la superficie passo dopo passo da abrasivi grossolani a fini. In generale, si ottiene principalmente utilizzando polvere AlO o pasta diamantata â¤1μm, o elaborazione con laser o ultrasuoni.

(3) Trattamento forte (acciaio).

Dopo che la superficie è lucidata, al fine di migliorare la resistenza meccanica (come resistenza alla flessione, ecc.), uno strato di film composto di silicio può essere rivestito dal rivestimento sottovuoto del fascio di elettroni, dal rivestimento sottovuoto dello sputtering, dalla deposizione chimica del vapore e da altri metodi, E passare attraverso 1200 gradi Celsius ~ Il trattamento termico a 1600 gradi Celsius può migliorare significativamente la resistenza meccanica dei vuoti ceramici!

3. Il modello conduttivo (circuito) è formato sul substrato

Per elaborare e formare modelli conduttivi (circuiti) su un substrato ceramico, un substrato ceramico rivestito di rame deve essere fabbricato prima e poi un circuito stampato ceramico è fabbricato secondo la tecnologia di processo del circuito stampato.

(1) Formare un substrato ceramico rivestito di rame. Esistono attualmente due metodi per formare substrati ceramici rivestiti di rame.

1. Metodo di laminazione. È formato dalla pressatura a caldo del foglio di rame con un lato ossidato e substrato ceramico dell'allumina. Cioè, la superficie ceramica viene lavorata (come laser, plasma, ecc.) per ottenere una superficie attivata o ruvida, e quindi laminata insieme secondo "lamina di rame + strato adesivo resistente al calore + ceramica + strato adesivo resistente al calore + foglio di rame", Dopo la sinterizzazione a 1020Â ° C ~ 1060Â ° C, si forma un laminato ceramico biadesivo rivestito di rame.

2. Metodo di placcatura. Dopo che il substrato ceramico è elaborato dal plasma, "film di titanio sputato + film di nichel sputato + film di rame sputato, quindi rame galvanizzato convenzionalmente allo spessore del rame richiesto, cioè si forma un substrato ceramico rivestito di rame bifacciale.

(2) Produzione di schede PCB ceramiche monofacciali e bifacciali. I substrati ceramici rivestiti di rame monofacciali e bifacciali sono utilizzati in conformità con la tecnologia di produzione convenzionale di PCB.

(3) Produzione di pannelli multistrato ceramici.

1. i pannelli singoli e doppi lati sono ripetutamente rivestiti con strato isolante (allumina), sinterizzati, cablati e sinterizzati per formare un bordo multistrato, o completati dalla tecnologia di colata a nastro.

2. Il bordo multistrato ceramico è fabbricato dal metodo di colata. Il nastro verde viene formato sulla macchina di colata e quindi forato, inserito (colla conduttiva, ecc.), stampato (circuito conduttivo, ecc.), tagliato, laminato e pressato isostaticamente per formare una scheda multistrato ceramica. La figura 1 mostra il condensatore ceramico multistrato completato.

Nota: Metodo di stampaggio della colata-colla liquido (polvere di allumina + solvente + dispersore + legante + plastificante, ecc. mescolato uniformemente + setacciatura) produzione + fusione (distribuire la colla uniformemente sulla macchina di colata Rivestito su metallo o nastro poliestere resistente al calore) + essiccazione + rifilatura + sgrassamento + sinterizzazione e altri processi.

In breve, le schede stampate in ceramica appartengono alla categoria dei PCB, e sono anche il risultato della derivazione e dell'estensione dello sviluppo e del progresso delle fabbriche di PCB. In futuro, possono formare uno dei tipi importanti nel campo PCB. Poiché le schede stampate in ceramica hanno il miglior mezzo isolante di conducibilità termica, alto punto di fusione e stabilità dimensionale termica, i PCB ceramici avranno ampie prospettive di sviluppo nell'applicazione di alta temperatura e alta conducibilità termica!