一文了解HTCC陶瓷金屬化工藝及相關設備廠商

HTCC陶瓷金屬化

高溫共燒陶瓷(HTCC)具有結構強度高、熱導率高、化學穩(wěn)定性好和布線密度高等優(yōu)點，因此在大功率組裝電路中具有廣泛的應用前景。HTCC是將高溫燒結陶瓷粉（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，制成三維互連的高密度電路。陶瓷金屬化是HTCC生產工藝中的重要環(huán)節(jié)之一。

HTCC制造工藝流程

一、HTCC陶瓷的金屬化技術

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印刷的方法在陶瓷表面牢固地粘附一層金屬薄膜，使之實現陶瓷和金屬間的焊接，在陶瓷表面形成電路，不僅可以焊接，且能作為導線傳輸電流。

印刷是實現電路布線的關鍵技術。印刷時在絲網一端倒入導體漿料，用刮板在絲網板上的漿料部位施加一定的壓力，并向絲網的另一端移動。漿料在移動中被刮板從絲網上方擠壓到生瓷片上，從而實現圖形的印制。通過印刷，將各種漿料通過制作好電路圖形的絲網轉移到生瓷片上。

2、層與層間的金屬化（通孔金屬化）

通孔金屬化是指通過在陶瓷基板通孔內壁涂覆一層金屬化漿料或者孔內填滿金屬化漿料，使得通孔實現上下面的電氣連通。一般是通過通孔金屬化涂覆設備使得厚膜金屬化漿料通過陶瓷基板的通孔，使得孔壁的內壁表面均勻的涂覆一層金屬化漿料或者孔內填滿金屬化漿料。通孔填充是HTCC技術的關鍵工藝之一，在填孔工序中，要確保通孔互連導通率達到100%。常用的通孔填充方法有兩種：擠壓填孔技術和印刷填孔技術。

HTCC斷面示意圖

1)擠壓填孔

擠壓填孔是通過填孔機底部氣囊提供的壓力，將電子漿料通過掩膜版擠壓到生瓷片上開好的通孔中，以實現不同層與層之間形成電氣互連導通。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，但是，在進行大批量的生產作業(yè)時，擠壓填孔工藝由于經過長時間的擠壓作用，漿料中的有機溶劑會大量揮發(fā)，導致漿料粘度不斷增大，觸變性變差，填孔變得越來越難，而且精度差、效率低，被印刷填孔所替代。

2）印刷填孔

絲網印刷填孔原理是砸刮刀運動時帶動漿料運動，同時刮刀的壓力施加于漏板，將漿料壓入漏板孔內，多孔陶瓷臺通過透氣紙從生瓷片底部抽真空，有助于漿料填充在整個微孔的圓柱空腔里。填孔絲網網版一般采用不銹鋼制作, 網版上的孔徑應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