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生瓷片上的打孔制作是LTCC制作的關(guān)鍵工藝技術(shù)之一。通孔孔徑、位置精度均直接影響基板的成品率和最終電性能。對于常規(guī)的LTCC工藝,孔徑在0.1~0.3 mm之間,根據(jù)布線密度和基板的電性能選擇不同的孔徑。一般而言,在孔徑≤0.1 mm時,打孔難度變大,成品率也會相應(yīng)降低;在孔徑≥0.3 mm時,孔金屬化填充難度加大,質(zhì)量難以保證,降低成品率及可靠性。


LTCC基板打孔——機械與激光打孔并駕齊驅(qū)

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目前生瓷片打孔方式主要有兩大類:一是使用數(shù)控沖床及定制模具進行一次性的沖孔;二是采用逐一打孔方式。前者精度和效率高,適用于大批量生產(chǎn)使用。后者精度及效率較低,但其優(yōu)點在于加工方式可靈活,成本相當于較低,適用于研究與小量生產(chǎn)。

一、數(shù)控沖床帶模具沖孔

數(shù)控沖床帶模具沖孔是一種高效的生瓷帶打孔方法,對已定性大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品來說,陣列式?jīng)_孔更有利于批量生產(chǎn)。用陣列式?jīng)_床模具可一次沖出幾十個孔。該方法的特點是速度快,精度較高,適用于單一品種的大批量生產(chǎn)。

二、逐一打孔

逐一打孔的方法主要有兩種:機械沖孔、激光打孔

機械打孔是目前常用的打孔設(shè)備。目前大多數(shù)廠家使用的是國外打孔設(shè)備。打孔機均為無框工藝、速度快、精度高,自動上下料,適合快速大批量生產(chǎn)。生瓷沖孔機是LTCC制備中的關(guān)鍵設(shè)備之一,而X、Y運動平臺是核心部件,可實現(xiàn)生瓷片高速、高精度移動,提高生產(chǎn)效率及可靠性。目前生產(chǎn)效率可達1800孔/min以上,打孔的位置精度可達±5μm。


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該打孔方式由于打孔精度及效率高,是業(yè)界使用最為廣泛的打孔方式。但其孔徑受制于沖頭,在進行非標尺寸及異形方面受限制。目前國內(nèi)用戶使用較多的設(shè)備為日本UHT、中電2所、美國PTC公司的打孔機。此類設(shè)備普遍采用計算機控制,操作靈活,定位精度高,效率高。


激光打孔在生瓷帶進行激光打孔的原理是:利用激光器發(fā)出具有聚集的激光束,沿著通孔邊緣將連續(xù)分布的光脈沖發(fā)射到生瓷帶上,激光能量將有機物及陶瓷材料進行汽化,從而形成一個通孔。


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UV激光器的優(yōu)勢在于,與PCB激光微孔加工中市場使用最多的CO2激光器相比,UV激光熱效應(yīng)比CO2小很多,生瓷內(nèi)的有機粘合劑和陶瓷容易被汽化,故不會出現(xiàn)燒焦的現(xiàn)象。LTCC瓷帶正面的開孔孔徑與其厚度無直接關(guān)聯(lián)。由于激光束的焦點在表面,形成的微孔呈圓錐形,導致背面的孔尺寸隨厚度增加而減少。在所需打孔的厚度增加時,需要將UV激光束進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。


通過激光打孔工藝的陶瓷電路板更具有陶瓷與金屬結(jié)合力高、不存在脫落、起泡等特點,達到生長在一起的效果。表面平整度高,粗糙率在0.1μm~0.3μm,激光打孔孔徑在0.15mm-0.5mm,部分精度能達到0.06mm。


激光打孔廠家有主要有三菱電工、UHT、LPKF(樂普科)、盛雄激光、中電科45所、德中激光、德龍激光、光韻達、中科微精等。

近年來,隨著技術(shù)的提升,國內(nèi)LTCC打孔設(shè)備無論是機械打孔還是激光打孔,相關(guān)廠家已經(jīng)做得相當不錯,具有很強的競爭力。

LTCC低溫共燒陶瓷活動推薦:

第三屆高端電子陶瓷產(chǎn)業(yè)高峰論壇(江蘇昆山·11月26日)


01

主要議題


序號

議題

擬邀請單位

1

基于HTCC技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

佳利電子 胡元云 常務(wù)副總/研究院院長 

2

高端電子陶瓷在汽車領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)用

博世

3

先進低溫共燒無源集成材料和器件技術(shù)發(fā)展

成都電子科大 劉成 教授

4

LTCC射頻模塊的發(fā)展與應(yīng)用

京瓷

5

高精密疊層機應(yīng)用于多層陶瓷基板介紹

上海住榮 技術(shù)專家

6

LTCC絲網(wǎng)印刷中與網(wǎng)版相關(guān)的不良改善

昆山田菱 渡邊智貴

7

LTCC低介電常數(shù)粉體量產(chǎn)應(yīng)用發(fā)展

中科院深圳先進技術(shù)研究院 顏廷楠 博士

8

LTCC生瓷帶的環(huán)境與工藝適應(yīng)性要求研討

兵器214所 何中偉 總工程師

9

低溫共燒壓電陶瓷致動器的應(yīng)用及發(fā)展

蘇州攀特電陶 潘鐵政 董事長

10

實現(xiàn)電子元器件小型化、高頻化、集成化的LTCC陶瓷

耘藍集成電路 洪世勛 研發(fā)總監(jiān)

11

介電玻璃粉的開發(fā)與應(yīng)用

贛州中傲新瓷 繆錫根 博士/研發(fā)總監(jiān)

12

應(yīng)用于低溫共燒陶瓷5G射頻模組材料方案

杜邦

13

高導熱陶瓷低溫燒結(jié)助劑的研究

廈門鎢業(yè)

14

LTCC低溫共燒陶瓷材料研究進展

南京航空航天大學

15

HTCC高端陶瓷封裝外殼應(yīng)用

宜興電子

如有演講意向,請聯(lián)系周小姐:18320865613(微信同電話號碼)。


02

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作者 ab

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