一文了解HTCC陶瓷金屬化工藝及相關(guān)設(shè)備廠商

HTCC陶瓷金屬化

高溫共燒陶瓷(HTCC)具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、熱導(dǎo)率高、化學(xué)穩(wěn)定性好和布線密度高等優(yōu)點(diǎn)，因此在大功率組裝電路中具有廣泛的應(yīng)用前景。HTCC是將高溫?zé)Y(jié)陶瓷粉（氧化鋁、氮化鋁等）制成厚度精確且致密性好的生瓷，在生瓷上利用打孔、微孔注漿、印刷等工藝制出所需的電路圖形，然后疊壓在一起，通常采用鎢、鉬、錳等金屬漿料，在1500℃~1850℃下燒結(jié)，制成三維互連的高密度電路。陶瓷金屬化是HTCC生產(chǎn)工藝中的重要環(huán)節(jié)之一。

HTCC制造工藝流程

一、HTCC陶瓷的金屬化技術(shù)

HTCC陶瓷的金屬化包括單層陶瓷的表面金屬化和層與層間的金屬化（通孔金屬化）。

1、單層陶瓷的表面金屬化

單層陶瓷的金屬化是采用絲網(wǎng)印刷的方法在陶瓷表面牢固地粘附一層金屬薄膜，使之實(shí)現(xiàn)陶瓷和金屬間的焊接，在陶瓷表面形成電路，不僅可以焊接，且能作為導(dǎo)線傳輸電流。

印刷是實(shí)現(xiàn)電路布線的關(guān)鍵技術(shù)。印刷時(shí)在絲網(wǎng)一端倒入導(dǎo)體漿料，用刮板在絲網(wǎng)板上的漿料部位施加一定的壓力，并向絲網(wǎng)的另一端移動(dòng)。漿料在移動(dòng)中被刮板從絲網(wǎng)上方擠壓到生瓷片上，從而實(shí)現(xiàn)圖形的印制。通過(guò)印刷，將各種漿料通過(guò)制作好電路圖形的絲網(wǎng)轉(zhuǎn)移到生瓷片上。

2、層與層間的金屬化（通孔金屬化）

通孔金屬化是指通過(guò)在陶瓷基板通孔內(nèi)壁涂覆一層金屬化漿料或者孔內(nèi)填滿(mǎn)金屬化漿料，使得通孔實(shí)現(xiàn)上下面的電氣連通。一般是通過(guò)通孔金屬化涂覆設(shè)備使得厚膜金屬化漿料通過(guò)陶瓷基板的通孔，使得孔壁的內(nèi)壁表面均勻的涂覆一層金屬化漿料或者孔內(nèi)填滿(mǎn)金屬化漿料。通孔填充是HTCC技術(shù)的關(guān)鍵工藝之一，在填孔工序中，要確保通孔互連導(dǎo)通率達(dá)到100%。常用的通孔填充方法有兩種：擠壓填孔技術(shù)和印刷填孔技術(shù)。

HTCC斷面示意圖

1)擠壓填孔

擠壓填孔是通過(guò)填孔機(jī)底部氣囊提供的壓力，將電子漿料通過(guò)掩膜版擠壓到生瓷片上開(kāi)好的通孔中，以實(shí)現(xiàn)不同層與層之間形成電氣互連導(dǎo)通。擠壓填孔存在掩模板制作容易、成本低、操作方便、利于填小孔等優(yōu)點(diǎn)，但是，在進(jìn)行大批量的生產(chǎn)作業(yè)時(shí)，擠壓填孔工藝由于經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的擠壓作用，漿料中的有機(jī)溶劑會(huì)大量揮發(fā)，導(dǎo)致漿料粘度不斷增大，觸變性變差，填孔變得越來(lái)越難，而且精度差、效率低，被印刷填孔所替代。

2）印刷填孔

絲網(wǎng)印刷填孔原理是砸刮刀運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)漿料運(yùn)動(dòng)，同時(shí)刮刀的壓力施加于漏板，將漿料壓入漏板孔內(nèi)，多孔陶瓷臺(tái)通過(guò)透氣紙從生瓷片底部抽真空，有助于漿料填充在整個(gè)微孔的圓柱空腔里。填孔絲網(wǎng)網(wǎng)版一般采用不銹鋼制作, 網(wǎng)版上的孔徑應(yīng)略小于生瓷帶上通孔的孔徑, 可提高盲孔的形成率。

HTCC印刷填孔示意