为什么用陶瓷材料制作PCB?

陶瓷电路板实际上是用电子陶瓷制成的,可以制成各种形状。应用于LED领域、大功率功率半导体模块、半导体制冷器、电子加热器、功率控制电路、功率混合电路、智能功率元件、高频开关电源、固态继电器、汽车电子、通信、航空航天、军工电子元件等。

与传统的FR-4(波光纤)不同,陶瓷材料是新一代大规模集成电路和电力电子模块的理想封装材料。

主要优点:

  1. 更高的热导率
  2. 更匹配的热膨胀系数
  3. 一种较硬、电阻较低的金属膜氧化铝陶瓷线路板
  4. 基材可焊性好,使用温度高。
  5. 良好的绝缘
  6. 低频损失
  7. 可以高密度组装吗
  8. 不含有机成分,耐宇宙射线,在航空航天中可靠性高,使用寿命长。

技术优势

陶瓷技术优势

陶瓷线路板工艺——腐蚀

在需要保留在板外层的铜箔上预先镀上一层铅锡抗蚀剂,然后将未受保护的铜箔的非导体部分进行化学腐蚀,形成电路。

根据工艺方法的不同,蚀刻分为内层蚀刻和外层蚀刻,内层蚀刻为酸蚀刻,采用湿膜或干膜作为抗蚀剂;外层腐蚀为碱性腐蚀,使用锡铅作抗蚀剂。

腐蚀反应的基本原理

  1. 酸性氯化铜腐蚀

过程

显影:未受紫外线照射的干膜部分被碳酸钠的弱碱性溶解,已照射的部分保留。

蚀刻:用酸性氯化铜蚀刻液,根据一定比例的溶液溶解干膜或湿膜暴露的铜表面,将其溶解并蚀刻掉。

剥脱:将线上的保护膜按照药剂的一定比例,在一定的温度和速度下溶解。

酸性氯化铜刻蚀具有刻蚀速度易于控制、刻蚀效率高、质量好、刻蚀液易于回收利用等特点。

  1. 碱性蚀刻

陶瓷的过程

剥膜:用凤凰牌液将未加工的铜表面揭去。

陶瓷印刷电路板

蚀刻:用蚀刻液将多余的底层铜蚀刻掉,留下一条加厚的线。其中,助剂将被使用。该加速剂用于促进氧化反应,防止错离子亚铜的沉淀;所述驱避剂用于减少侧蚀;抑制剂用于抑制氨的流动、铜的沉淀和加速铜的氧化。

新型洗剂:使用不含铜离子的一水氨,用氯化铵溶液去除板面残留液。

调理:此程序只适用于浸金的过程。在沉金过程中,去除未镀通孔中过量的钯离子主要是为了防止金离子下沉。

焊料剥离:使用硝酸溶液去除锡铅层。

腐蚀的四种效应

  1. 池效应

在蚀刻过程中,由于重力作用,液体会在平板上形成一层水膜,阻碍新液体与铜表面的接触。

  1. 沟的影响

药物溶液的粘附导致药物溶液粘附在线与线之间的间隙上,导致在致密区域和开放区域的蚀刻量不同。

陶瓷印刷电路板

  1. 通过影响

药液沿孔向下流动,导致蚀刻过程中板孔周围药液更新速度加快,增加蚀刻量。

陶瓷印刷电路板

  1. 喷嘴摆动效应

线平行于喷嘴的摆动方向,由于线间的药水容易被新药水耗散,药水刷新快,刻蚀量大;

垂直于喷嘴摆动方向的线,由于线之间的药水不易被新的化学液体耗散,药水刷新速度慢,蚀刻量小。

陶瓷印刷电路板

腐蚀工艺中常见问题及改进方法

  1. 胶卷还没放完

因为糖浆的浓度太低;线的速度太快了;喷嘴堵塞等问题可导致薄膜无休止地膨胀。因此,有必要检查糖浆的浓度,并将糖浆的浓度调整到适当的范围;及时调整速度和参数;清理喷嘴。

  1. 表面氧化

因为糖浆的浓度太高,温度太高,会导致板面氧化。因此,要及时调整糖浆的浓度和温度。

  1. 铜还没有完成

因为蚀刻速度太快;糖浆的成分是偏的;铜表面被污染;喷嘴堵塞了;温度低,铜蚀刻未完成。因此,有必要调整刻蚀输送速度;再次检查糖浆的成分;小心铜污染;清洗喷嘴,防止堵塞;调整温度。

  1. 铜价太高了

由于机器运行太慢,温度过高等,会导致铜的过度腐蚀。因此,应采取调整机器转速、调整温度等措施。