陶瓷板工藝及技術(shù)介紹

陶瓷（AL2O3）基板簡(jiǎn)介產(chǎn)品簡(jiǎn)介：本產(chǎn)品是由貴金屬所構(gòu)成的高傳導(dǎo)介質(zhì)電路與高熱傳導(dǎo)系數(shù)絕緣材料結(jié)合而成的高熱傳導(dǎo)基板?？捎中Ы鉀QPCB與鋁基板低導(dǎo)熱的問(wèn)題。達(dá)到有效將高熱電子元件所產(chǎn)生的熱導(dǎo)出，增加元件穩(wěn)定度及延長(zhǎng)使用壽命。產(chǎn)品特性：不需要變更原加工程序優(yōu)秀機(jī)械強(qiáng)度具良好的導(dǎo)熱性具耐抗侵蝕具耐抗侵蝕良好表面特性，優(yōu)異的平面度與平坦度抗熱震效果佳低曲翹度高溫環(huán)境下穩(wěn)定性佳可加工成各種復(fù)雜形狀陶瓷（AL2O3）基板與鋁基板比較表陶瓷（AL2O3）基板鋁基板高傳導(dǎo)介378~429W/（m?K）陶瓷（AL2O3）24~51W/（m?K）銅箔390~401W/（m?K）絕緣體0.8~2.2W/（m?K）鋁板210~255W/（m?K）直接導(dǎo)熱絕緣層阻絕導(dǎo)熱陶瓷（AL2O3）基板與其他廠陶瓷（AL2O3）基板比較表陶瓷（AL2O3）基板其他廠陶瓷（AL2O3）基板高傳導(dǎo)介質(zhì)378~429W/（m?K）陶瓷（AL2O3）板24~51W/（m?K）銅箔390~401W/（m?K）陶瓷（AL2O3）板24~51W/（m?K）1.2XX°C-350°C電路正常高溫加熱錫盤450°C40秒電路正常制作過(guò)程不需酸洗，無(wú)酸的殘留電阻率為1.59x10八-8Q.m1.2XX°C-350°C電路剝離或被錫溶解2.高溫加熱錫盤450°C40秒電路剝離3.制作過(guò)程需酸洗，會(huì)由酸性物質(zhì)殘留，會(huì)造成線路氧化及剝離應(yīng)用：LED照明用基板、高功率LED基板PC散熱、IC散熱基板、LED電視散熱基板半導(dǎo)體及體集成電路的散熱基板可替代PCB及鋁基板應(yīng)用實(shí)例：10WLED球燈經(jīng)紅外線熱像測(cè)溫儀檢測(cè)點(diǎn)燈時(shí)間超過(guò)72小時(shí)環(huán)境溫度28.4°C內(nèi)壁溫度60°C點(diǎn)編號(hào)溫度XY附注184.5711458全面積最高溫284.08229119382.27118181464.07168183點(diǎn)編號(hào)溫度XY附注153.31117143全面積最高溫252.78138155345.86166186451.89205159陶瓷基板與鋁基板比較圖陶瓷基板種類及比較：系統(tǒng)電路板的種類包括：鋁基板（MCPCB）印刷電路板（PCB）軟式印刷電路板（FPC）陶瓷基板種類主要有：高溫熔合陶瓷基板（HTFC）低溫共燒多層陶瓷（LTCC）高溫共燒多層陶瓷（HTCC）直接接合銅基板（DBC）直接鍍銅基板（DPC）1HTFC（Hight-TemperatureFusionCeramic）HTFC稱為高溫熔合陶瓷基板，將高溫絕緣性及高熱傳導(dǎo)的AL2O3或AIN陶瓷基板的單面或雙面，運(yùn)用鋼板移印技術(shù)，將高傳導(dǎo)介質(zhì)材料印制成線路，放置于850~950°C的燒結(jié)爐中燒結(jié)成型，即可完成。1LTCC（Low-TemperatureCo-firedCeramic）LTCC又稱為低溫共燒多層陶瓷基板，此技術(shù)須先將無(wú)機(jī)的氧化鋁粉與越30%~50%的玻璃材料加上有機(jī)粘結(jié)劑，使其混合均勻稱為為泥裝的漿料，接著利用刮刀把漿料刮成片狀，再經(jīng)由一道干燥過(guò)程將片狀漿料形成一片片薄薄的生胚，然后依各層的設(shè)計(jì)鉆導(dǎo)通孔，作為各層訊號(hào)的傳遞，LTCC內(nèi)部線路則運(yùn)用網(wǎng)版印刷技術(shù)，分別于生胚上做填孔及印制線路，內(nèi)外電極則可分別使用銀、銅、金等金屬，最后將各層做疊層動(dòng)作，放置于850~900°C的燒結(jié)爐中燒結(jié)成型，即可完成。1HTCC（Hight-TemperatureCo-firedCeramic）HTCC又稱為高溫共燒多層陶瓷，生產(chǎn)制造過(guò)程與LTCC極為相似，主要的差異點(diǎn)在于HTCC的陶瓷粉末并無(wú)玻璃材質(zhì)，因此，HTCC必須在高溫1200~1600°C環(huán)境下干燥硬化成生胚，接著同樣鉆上導(dǎo)通孔，以網(wǎng)版印刷技術(shù)填孔于印制線路，因其共燒溫度較高，使得金屬導(dǎo)體材料的選擇受限，其主要的材料為熔點(diǎn)較高但導(dǎo)電性卻較差的鎢、鉬、錳…等金屬，最后再疊層燒結(jié)成型。1DBC（DirectBondedCopper）DBC直接接合銅基板，將高絕緣性的AL2O3或AIN陶瓷基板的單面或雙面覆上銅金屬后，經(jīng)由高溫1065~1085°C的環(huán)境加熱，使銅金屬因高溫氧化，擴(kuò)撒與AL2O3材質(zhì)產(chǎn)生（Eutectic）共晶熔體，是銅金屬陶瓷基板粘合，形陶瓷復(fù)合金屬基板，最后依據(jù)線路設(shè)計(jì)，以蝕刻方式備至線路。1DPC（DirectPlateCopper）DPC也稱為直接鍍銅基板，先將陶瓷基板做前處理清潔，利用薄膜專業(yè)制造技術(shù)一真空鍍膜方式于陶瓷基板上濺鍍于銅金屬?gòu)?fù)合層，接著以黃光微影的光阻被覆曝光，顯影，蝕刻，去膜制程完成線路制作，最后再以電鍍/化學(xué)鍍沉積方式增加線路的厚度，待光阻移除后即完成金屬化線路制作。陶瓷導(dǎo)熱基板特性在了解陶瓷散熱基板的制造方法后，接下來(lái)將進(jìn)一步的探討各個(gè)散熱基板的熱性具有哪有差異，而各項(xiàng)特性又分別代表了什么樣的意義，為何會(huì)影響散熱基板在應(yīng)用時(shí)必須作為考量的重點(diǎn)，以下表一陶瓷導(dǎo)熱基板特性比較中，本文取了導(dǎo)熱基板的：（1）熱傳導(dǎo)率、（2）制程溫度、（3）線路制作方法、（4）線徑寬度、（5）制作線路是否需要酸洗或蝕刻、（6）陶瓷基板是否會(huì)殘留酸、（7）焊點(diǎn)加工溫度、（8）線路工作環(huán)境溫度，八項(xiàng)特性作進(jìn)一步的討論：表一、陶瓷導(dǎo)熱板特性比較ItemHTFCLTCCHTCCDBCDPC熱傳導(dǎo)系數(shù)（W/mK）AL2O3：20~51（W/mK）

AIN:170~220（W/mK）AIN:170~220AIN"170~220操作環(huán)境溫度（W/mK）2~3（W/mK）16~17（W/mK）AL2O3:20~51（W/mK）AL2O3:20~51（W/mK）（W/mK）AIN:170~220（W/mK）AIN:170~220AIN"170~220操作環(huán)境溫度1300~1600°C850~950°C850~900°C線路制作方式線徑寬度酸洗蝕刻殘留酸無(wú)焊點(diǎn)加工薄膜印刷150um不需要不需要無(wú)150um厚膜印刷10~50um需要厚膜印刷150um150um不需要需要有（會(huì)侵蝕線路）有（會(huì)侵蝕線路）微影制程微影制程450°C/40秒線路正常2XX°C~450°C/3~5秒線路剝離或被1065~1085°C250~350°C錫溶解（不可烙鐵加工）線路工作環(huán)境溫度800°C線路表面輕微碳化仍可正常運(yùn)作800°C線路完全剝離或完全碳化無(wú)法運(yùn)作熱傳導(dǎo)率熱傳導(dǎo)率又稱為熱導(dǎo)率，它代表了基板材料本身直接傳導(dǎo)熱能的一種能力，數(shù)值越高代表其導(dǎo)熱能力越好°LED導(dǎo)熱基板最主要的作用就是在于，如何有效的將熱能從LED晶粒傳導(dǎo)到散熱系統(tǒng)，以降低LED晶粒的溫度，增加發(fā)光效率與延長(zhǎng)LED壽命，因此，導(dǎo)熱基板熱傳導(dǎo)效果的優(yōu)劣就將成為業(yè)界在選用導(dǎo)熱基板時(shí)重要的評(píng)估項(xiàng)目之一。檢視表一，由把重陶瓷散熱基板的比較可明顯看出，雖然AL2O3材料的熱傳導(dǎo)率約在20~51（W/mK）之間，LTCC為降低其燒結(jié)溫度而添加了30%~50%的玻璃材料，使其熱傳導(dǎo)率降至20~51（W/mK）左右；而HTCC因其普通共燒溫度略低于純AL2O3基板的燒結(jié)溫度，而使其因材料密度較低使得熱傳導(dǎo)系數(shù)低于AL2O3基板約在16~17（W/mK）之間。一般