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活性金屬釬焊(Active Metal Brazing,AMB)陶瓷基板由于可以實現無氧銅在高熱導率的氮化物陶瓷上的可靠附著,表現出優良的冷熱循環性能,因此正成為高性能車規功率模塊中的關鍵材料之一。

AMB陶瓷覆銅基板的制備工藝主要包括陶瓷基板的準備與焊膏制備、AMB陶瓷覆銅基板的釬焊、AMB陶瓷覆銅基板的刻蝕和清洗、鍍覆等方面。AMB覆銅板生產工藝流程如下:

圖 AMB覆銅板生產工藝流程

(1)銅片裁切

對銅箔進行裁切及整平,將銅箔按需要裁切成所需尺寸,為后續工段做準備。

(2)銅片/陶瓷清洗

陶瓷基板及銅箔需進行清洗,其中陶瓷基板僅需利用純水水洗即可,銅箔還需送入銅箔清洗線,銅箔清洗線設置除油槽、水洗槽、微蝕槽及水洗槽,除油、在常溫下用微蝕劑(硫酸、過硫酸鈉)對銅片進行微蝕,微蝕的目的是為后續的化學沉銅提供一個微粗糙的活性銅表面,同時去除銅面殘留的氧化物,微蝕后經一級逆流水洗、風刀吹干后80℃烘干。

(3)涂布、干燥

將經過清洗的瓷片通過絲印機涂布焊料,使基板表面均勻附著焊料(Ti-Ag-Cu)。涂布后的瓷片經烘箱干燥,主要目的是將焊料中有機成分去除。

(4)釬焊

將銅片和瓷片疊合后在真空釬焊爐內完成銅片與瓷片的焊接,焊接溫度為900℃(電加熱),并在爐內降溫冷卻。

(5)前處理

對焊接后的基板在覆銅板清洗線進行前處理,覆銅板清洗線,設置磨板腔、水洗槽、微蝕槽、酸洗槽。

(6)貼膜

將半成品覆銅板送入黃光區,使用貼膜機在基板表面貼上一層感光干膜,貼膜工段溫度為100~120℃,采用電加熱的方式加熱。

(7)曝光

將貼膜后的覆銅板送入曝光機內,在紫外線的照射下,干膜被曝光的區域發生聚合反應,形成一種穩定的不溶于碳酸鈉的物質附著于基板表面,非線路部分感光性干膜未接收到平行光照射而不發生聚合反應。

(8)顯影

將曝光后的半成品覆銅板送入顯影機內,經顯影液沖洗,將不需要的膜去掉形成圖形,再經水洗后用顯影機自身熱風吹干。

(9)檢驗

利用AOI對電路通斷進行檢驗。

(10)銅蝕刻

顯影后的半成品覆銅板送入蝕刻間,基板銅片上未被干膜覆蓋的區域在酸性蝕刻液的作用下被腐蝕,溫度約為 40℃~50℃。被干膜覆蓋的區域則不發生反應,從而在銅片表面形成圖形,銅蝕刻后需進行兩級逆流水洗。

(11)剝膜

經銅蝕刻后的半成品覆銅板再經水洗后進入去膜槽,去除基板表面覆蓋的干膜,剝膜后需進行兩級逆流水洗。

(12)銅蝕刻清洗

經剝膜后的半成品覆銅板進入銅蝕刻清洗線,銅蝕刻清洗線包括一個酸洗槽及兩個逆流水洗槽,半成品覆銅板加壓水洗后再送入酸洗槽中進行清洗,接著經兩級逆流水洗后進入烘干段烘干。

(13)焊料蝕刻

經清洗、烘干后的覆銅板再次送入蝕刻機進行蝕刻,在焊接蝕刻槽體內添加一定比例的AMB-2蝕刻液、雙氧水、氨水 對焊料進行堿性蝕刻后進入兩級逆流水洗后進入烘干段烘干。

(14)OSP/化學鍍

根據客戶需求選擇防氧化工藝(OSP)、鍍鎳金、鍍 鎳、鍍銀工序中一種進行表面處理。

①防氧化工藝(OSP):主要流程為除油、水洗、微蝕、水洗、酸洗、水洗、OSP(防氧化處理)、水洗、烘干。OSP (防氧化處理)主要目的為防止銅片氧化進行鈍化處理,在OSP槽體內添加一定比例的銅抗氧化劑。

②鍍銀:蝕刻后的基板送入鍍銀線,在裸露的銅面鍍一層銀,以達到保護銅面、維持可焊性的效果。

③鍍鎳/鍍鎳金:鍍鎳金線可進行鍍鎳,也可進行鍍鎳金,主要是將蝕刻后基板送入鍍鎳金線,在裸露的銅面鍍一層鎳或鎳金,以達到保護銅面、維持可焊性的效果。

(15)切割

利用覆銅板激光劃片機根據客戶需求尺寸切割成特定尺寸。

(16)終檢,包裝入庫。

相關生產設備包括:銅箔裁切整平機、清洗設備、絲印機、干燥箱、真空釬焊爐、覆銅板清洗線、貼膜機、曝光機、顯影機、刻蝕機、撕膜機、超聲檢測機、耐壓測試儀、除油線、OSP線、化學沉銀線、化學沉鎳金線、激光劃片機、AOI檢測設備等。

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推薦活動:第五屆陶瓷基板及封裝產業論壇(2025年6月12日·蘇州)

2025年6月12日

蘇州日航酒店

地址:蘇州市虎丘區 長江路368號

一、暫定議題:

序號

暫定議題

擬邀請

1

金屬化陶瓷基板在光器件的應用進展

擬邀請基板企業/高校研究所

2

功率器件封裝用陶瓷基板金屬化工藝研究

擬邀請基板企業/高校研究所

3

薄膜電路基板的的發展與應用

擬邀請薄膜基板企業/高校研究所

4

厚膜印刷陶瓷電路板的研究現狀

擬邀請厚膜基板企業/高校研究所

5

厚膜金屬化氮化硅(Si3N4)陶瓷基板的可靠性研究

擬邀請厚膜基板企業/高校研究所

6

功率模塊用陶瓷基板AMB覆銅技術

擬邀請基板企業/高校研究所

7

直接敷鋁陶瓷基板的開發與應用

擬邀請基板企業/高校研究所

8

陶瓷薄膜電路生產工藝技術

擬邀請薄膜電路企業/高校研究所

9

三維陶瓷基板制造工藝研究

擬邀請基板企業/高校研究所

10

基于增材制造技術制備陶瓷電路基板

擬邀請基板企業/高校研究所

11

LTCC玻璃陶瓷基板材料的研究

擬邀請材料企業/高校研究所

12

高純氧化鋁基板的制備

擬邀請基板企業/高校研究所

13

ZTA陶瓷基板的關鍵制備技術與應用

擬邀請基板企業/高校研究所

14

氧化鋁陶瓷金屬化技術的研究進展

擬邀請基板企業/高校研究所

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高導熱氮化硅陶瓷基板的研究及應用進展

擬邀請氮化鋁基板企業/高校研究所

16

高導熱氮化硅基板的制備與應用

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17

活性釬料在AMB陶瓷基板的應用與發展

擬邀請材料企業/高校研究所

18

電子陶瓷基板表面激光孔加工技術

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高品質陶瓷粉體的制備技術

擬邀請材料企業/高校研究所

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陶瓷基板檢測技術方案

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金剛石多晶在新能源散熱方面的應用

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金剛石在高性能電子電力的應用

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金剛石半導體襯底研磨拋光的技術研究及市場展望

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單晶金剛石的研究及加工研究進展

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金剛石材料在半導體領域的技術應用于展望

擬邀請材料企業/高校研究所

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作者 ab, 808

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