陶瓷封裝基座是由印刷有導電圖形和沖制有導電通孔的陶瓷生片,按一定次序相互疊合并經過氣氛保護燒結加工后而形成的一種三維互連結構,具有高氣密性、高機械強度、高絕緣電阻、高可靠性等優勢;3D 布線結構可滿足復雜的電氣特性結構需求,熱膨脹系數接近于硅,廣泛應用于晶體振蕩器、聲表面波濾波器、攝像頭、大功率 LED 以及軍工等領域的元器件的封裝,市場需求巨大。
圖 陶瓷封裝基座,來源:新納陶瓷
封裝陶瓷基座基本工藝技術路線:將 Al2O3 粉、碳酸鈣、增塑劑、粘結劑、正丁醇、乙醇、乙酸乙酯等原材料按照一定配料混合,然后按照球磨特殊工藝和真空脫泡工藝對物料進行球磨和脫泡,待物料中的氣泡全部脫除后,送入流延機中流延,流制出符合設計厚度和外觀要求的密度均勻的生瓷帶,再經過切片、沖孔、印刷、疊層和沖制等工序,制成特定要求的生瓷片;然后按照設定的燒結溫度曲線將生瓷片進爐燒結,最后將燒結好的瓷片進行電鍍鎳,安裝可伐環,鍍金,檢驗合格后入庫。
1.配料
按配方要求,精確稱量各組分材料。配料工序是特殊工序,配料的精確性是瓷件性能的基本保證。
2.球磨
將氧化鋁粉、碳酸鈣、滑石粉、分散劑、塑化劑、粘結劑、乙酸乙酯、正丁醇、 無水乙醇等按照一定的的比例投入球磨機,連續球磨,將原料混合均勻,形成漿料。球磨過程全密閉,球磨結束將漿料通過密閉管道運輸至真空脫泡機。球磨工序是特殊工序,漿料配制的精確性是流延膜帶質量的重量保證。
3.真空脫泡
將球磨完成的漿料密閉運輸至脫泡機,進行真空脫泡。
4.流延
根據所需要的規格將真空脫泡后的漿料使用管道密閉運輸至流延機進行流延成型作業。
5.落料
將流延好的生瓷帶裁切或沖成方塊。
6.漿料
制備金屬鎢漿料,滿足印刷性能。
7.沖孔
在生瓷片上打通孔來連通各層。
8.填孔
通過生瓷帶通孔來填充導電漿料,使上下層互聯。
9.掛孔
通過生瓷帶通孔來填孔導電漿料,使正反面互聯。
10.印刷線路
印刷導電鎢漿料,陶瓷片具有線路導電、內部線路與外部引線連通功能。
11.疊層
將印刷好線路和互相連通的生瓷片按照設計好的層次和次序,經過刷膠,疊加到一起,并在一定的溫度和壓力下使他們緊密粘結,從而形成完整的多層陶瓷基座坯體。
12.切割
將層壓好的生瓷片按照要求劃痕成規定尺寸,做上下劃痕,便于折條折粒。
13.燒結
采用氫氣作為保護氣氛防止金屬材料氧化,在高溫 1350-1750°C 時燒結收縮定型。
14.鍍鎳
對燒結后成片連接在一起的陶瓷基座進行電鍍,先鍍鎳。
15.選金屬環
金屬環一面為銀銅焊料面,一面為可伐金屬面,將可伐金屬面選出。
16.安裝金屬環
將金屬環安裝在相應的位置和印刷層上,保證安裝精度。
17.釬焊
將金屬環套放在基板上,保護氣氛下燒結,使金屬環與陶瓷基體緊密結合。
18.鍍鎳金
在瓷片上鍍鎳金,包括金屬環及露出印刷有鎢漿料的部位(如引線、支架)。
19.切斷
將燒結電鍍好的基座,按照切割好的線路折斷,以形成單個的基座。
20.檢測
檢驗陶瓷基座的尺寸、密度及外觀,同時檢驗各通路的電阻值、導體之間的絕緣電阻,檢查平整度。
21.包裝
對成型好的陶瓷基座成品進行包裝。
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