陶瓷散热基板工艺介绍
LED散热核心之争--陶瓷基板与铝基板孰强孰弱？
LED散热核心之争
昨日（3日），德国照明大厂欧司朗发布2017财年第二季度业绩报告，2017年1-3月实现营收10.5亿欧元（折合人民币78.97亿元），比上年同期增长约为10%。在半导体照明飞速发展的今天，LED的重点难题—散热，将成为一个大问题，那么到底怎么样才能最高效率的散热呢？今天我们就来聊聊LED散热的重点—芯片。
现在芯片的制造可谓是多种多样，LED芯片也不例外。芯片的导热率将会直接影响到散热，当然，作为芯片也不能光看散热，还有介电常数、热膨胀系数等。今天用市场上应用广泛的铝基板和一直比较低调的陶瓷基板做个对比。
铝基板--常见于LED照明产品。有正反两面，白色的一面是焊接LED引脚的，另一面呈现铝本色，一般会涂抹导热凝浆后与导热部分接触。
铝基板常用的金属铝基的板材主要有1000系、5000系和6000系，这三系铝材的基本特性如下：
○1 1000系列 代表 1050、 1060 、1070 ，1000系列铝板又称为纯铝板，在所有系列中1000系列属于含铝量最多的，纯度可以达到99.00%以上。由于不含有其他技术元素，所以生产过程比较单一，价格相对比较便宜，是目前常规工业中最常用的一个系列。
○2 5000系列 代表5052、5005、5083、5A05系列。5000系列铝板属于较常用的合金铝板系列，主要元素为镁，含镁量在3-5%之间，其又称为铝镁合金。主要特点为密度低、抗拉强度高、延伸率高等。在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列，故常用在航空方面，比如飞机油箱。
○3 6000系列 代表6061 主要含有镁和硅两种元素，故集中了4000系列和5000系列的优点6061是一种冷处理铝锻造产品，适用于对抗腐蚀性、氧化性要求高的应用。可使用性好，接口特点优良，容易涂层，加工性好。
5000系铝基板的导热率在135W/（m·K）左右， 6000系在150W/（m·K）左右
1000系在220W/（m·K）左右。
氧化铝陶瓷基板生产工艺
氧化铝陶瓷基板生产工艺
氧化铝陶瓷基板生产工艺一般包括以下几个主要步骤：
1. 准备原料：将高纯度的铝粉和其他添加剂混合，使其均匀分散。
2. 成型：将混合后的原料放入模具中进行成型。常见的成型方法有注塑成型、压制成型和浇铸成型等。
3. 烧结：将成型后的胚体进行高温烧结，使之形成致密的陶瓷结构。烧结温度一般在1600-1800摄氏度之间，烧结时间根据具体工艺要求而定。
4. 加工修整：将烧结后的陶瓷基板进行加工修整。主要包括机加工、磨削和抛光等工艺，以得到精确的尺寸和平滑的表面。
5. 检测质量：对陶瓷基板进行质量检测，包括外观检验、尺寸测量、机械性能测试、电性能测试等。确保陶瓷基板符合相关要求。
6. 包装出厂：对通过质量检测的陶瓷基板进行包装，并进行出厂销售。
以上是常见的氧化铝陶瓷基板生产工艺步骤，实际生产中可能会根据具体要求进行调整和改进。
氮化铝陶瓷基板生产制作流程和加工制造工艺
氮化铝陶瓷基板生产制作流程和加工制造工艺
氮化铝陶瓷基板相对于氧化铝套基板而氧，机械强度和硬度增加，相应的导热率比
氧化铝陶瓷基板更高。氮化铝陶瓷基板生产制作难度增加，加工工艺也有所不同。今天
小编主要是讲述一下氮化铝陶瓷基板生产制作流程和加工制造工艺。
一，氮化铝陶瓷基板生产制作流程
1，氮化铝陶瓷基板生产制作过程
氮化铝陶瓷基板生产制作流程，大致和陶瓷基板的制作流程接近，需要做烧结工艺，
厚膜工艺，薄膜工艺因此具的制作流程和细节有所不同。氮化铝陶瓷基板制作流程详见
文章“关于氧化铝陶瓷基板这个八个方面你知道几个？”
2，氮化铝陶瓷基板研磨
氮化铝陶瓷电路板的制作流程是非常复杂的，第一步就是氮化铝陶瓷电路板的表面
处理，也叫作研磨，其作用是去除其表面的附着物以及平整度的改善。
众所周知，氮化铝陶瓷基板会比氧化铝陶瓷电路板的硬度高很多，遇到比较薄的板
厚要求的时候，研磨就是一个非常难得事情了，要保证氮化铝陶瓷电路板不会碎裂，还
要达到尺寸精度和表面粗糙度的要求，需要专业的人操作。
不同的研磨方式对氮化铝陶瓷电路板的平整度、生产率、成品率的影响都是很大的，
而且后续的工序是没办法提高基材的几何形状的精度。所以氮化铝陶瓷电路板的制作选
用的都是离散磨料双面研磨，对于生产企业来讲整个工序的成本会提升很多，但是为了
使客户得到比较完美的氮化铝陶瓷电路板。
另外研磨液是一种溶于水的研磨剂，能够很好的做到去油污，防锈，清洁和增光效
果，所以可以让氮化铝陶瓷电路板超过原本的光泽。然而如今国内市场上的一些氮化铝陶瓷电路板仍旧不够完美，例如产品的流痕问题，是困扰氮化铝陶瓷电路板加工行业的
难题。主要还是没有办法达到比较好的成本控制和生产工艺。
3，氮化铝陶瓷基板切割打孔
金瑞欣特种电路采用是激光切割打孔，采用激光切割打孔的优点：
采用皮秒或者飞秒激光器，超短脉冲加工无热传导，适于任意有机&无机材料的高速切割与钻孔,小10μm的崩边和热影响区。
采用单激光器双光路分光技术,双激光头加工，效率提升一倍。
陶瓷散热基板都有哪些特征？
十年专注PCB快板，中高端中小批量生产
陶瓷散热基板都有哪些特征？
在瞭解陶瓷散热基板的制造方法后，接下来将近一步的探讨各个散热基板的特性具有哪
些差异，而各项特性又分别代表了什么样的意义，为何会影响了散热基板在应用时必须作为
考量的重点。以下表一陶瓷散热基板特性比较中，本文取了散热基板的：(1)热传导率、(2)工艺温度、(3)线路制作方法、(4)线径宽度，四项特性作进一步的讨论：
一，热传导率
热传导率又称为热导率，它代表了基板材料本身直接传导热能的一种能力，数值愈高代
表其散热能力愈好。LED散热基板最主要的作用就是在于，如何有效的将热能从LED芯片十年专注PCB快板，中高端中小批量生产
传导到系统散热，以降低LED芯片的温度，增加发光效率与延长LED寿命，因此，散热基
板热传导效果的优劣就成为业界在选用散热基板时，重要的*估项目之一。检视表一，由四
种陶瓷散热基板的比较可明看出，虽然Al2O3材料之热传导率约在20~24之间，LTCC为
降低其烧结温度而添加了30%~50%的玻璃材料，使其热传导率降至2~3W/mK左右；而
HTCC因其普遍共烧温度略低于纯Al2O3基板之烧结温度，而使其因材料密度较低使得热
传导系数低Al2O3基板约在16~17W/mK之间。一般来说，LTCC与HTCC散热效果并不
如DBC与DPC散热基板里想。
二，操作环境温度
操作环境温度，主要是指产品在生产过程中，使用到最高工艺温度，而以一生产工艺而
言，所使用的温度愈高，相对的制造成本也愈高，且良率不易掌控。HTCC工艺本身即因为
陶瓷粉末材料成份的不同，其工艺温度约在1300~1600℃之间，而LTCC/DBC的工艺温
度亦约在850~1000℃之间。此外，HTCC与LTCC在工艺后对必须叠层后再烧结成型，使
得各层会有收缩比例问题，为解决此问题相关业者也在努力寻求解决方案中。另一方面，
陶瓷基板简介
第六章基板技术Ⅱ—陶瓷基板
时间:2009-12-07-分类:《电子封装工程》,学习笔记点击数：405views
一、陶瓷基板概论
1、机械性质：（电路布线的形成）
a.有足够高的机械强度，除搭载元器件外，也能作为支持构件使用；
b.加工性好，尺寸精度高，容易实现多层化；
c.表面光滑，无翘曲、弯曲、微裂纹等；
2、电学性能：
a.绝缘电阻及绝缘破坏电压高；
b.介电常数低、介电损耗小；
c.在温度高、湿度大的条件下性能稳定，确保可靠性；
3、热学性质：
a.热导率高；
b.热膨胀系数与相关材料匹配（特别是与Si的热膨胀系数要匹配）；
c.耐热性优良；
4、其他性质：
a.化学稳定性好、容易金属化、电路图形与之附着力强；
b.无吸湿性、耐油、耐化学药品、α射线放出量小；
c.所采用的物质无公害、无毒性、在使用温度范围内晶体结构不变化；
d.原材料资源丰富、技术成熟、制造容易、价格低；
2、陶瓷基板的制作方法：
陶瓷烧成前典型的成形方法有下述四种：粉末压制成形（模压成形、等静压成形）、
挤压成形、流延成形、射出成形。其中流延成形法由于容易实现多层化且生产效
率较高，近年来在LSI封装及混合集成电路用基板的制造中多被采用。常见的三
种工艺路线如下：
■叠片—热压—脱脂—基片烧成—形成电路图形—电路烧成；
■叠片—表面印刷电路图形—热压—脱脂—共烧；
■印刷电路图形—叠层—热压—脱脂—共烧；
3、陶瓷基板的金属化:
a.厚膜法：厚膜金属化法，是在陶瓷基板上通过丝网印刷形成导体（电路布线）
及电阻等，经烧结形成电路及引线接点等；（常见的玻璃粘接剂有玻璃系、氧化
物系和玻璃与氧化物混合系）
b.薄膜法：采用真空蒸镀、离子镀、溅射镀膜等真空镀膜法进行金属化，由于为
气相沉积法，原则上讲无论任何金属都可以成膜，无论对任何基板都可以进行金
属化，但是金属膜层与陶瓷基板的热膨胀系数应尽量一致，而且应设法提高金属
化层的附着力；
c.共烧法：在烧成前的陶瓷生片上，丝网印刷Mo、W等难熔金属的厚膜浆料，一
LED陶瓷基板和金属封装基板有什么区别呢？
LED陶瓷基板和金属封装基板有什么区别呢？
LED封装基板目前在LED行业的需求不断增加，最常见的就是金属封装基
板和倒装陶瓷基板，今天就重点分析一下陶瓷封装基板和金属金属的区别了。
市面上的金属基板是以铝基镜面居多，倒装陶瓷基板则是姨氧化铝最多，我
们来看看这两者的功能区别：
金属基板
金属基板是指金属基印刷电路板,即是将原有的印刷电路板附贴在另外一种
热传导效果更好的金属上，可改善电路板层面的散热。但是在电路系统运作时不
能超过140℃，这个主要是来自介电层的特性限制，此外在制造过程中也不得超
过250℃∼300℃，这在过锡炉时前必须事先了解。
金属基板散热性能一般，但是比起FR4好，现有金属基板已可达到3W/m.K,
而FR4仅0.3W/m.K
倒装陶瓷基板
鉴于绝缘、耐压、散热与耐热等综合考量，陶瓷基板成为以芯片次黏着技术
的重要材料之一。其技术可分为薄膜工艺、低温共烧工艺等方式制成。陶瓷基板
但热性能好，是普通FR4的100倍，金属基板散热的十倍，氧化铝陶瓷基板导
热是30-50W/m.K，如果是氮化铝基板导热可以去掉170W/m.K。
高散热系数薄膜陶瓷散热基板，是运用溅镀、电/化学沉积，以及黄光微影
工艺而成，具备金属线路精准、材料系统稳定等特性，适用于高功率、小尺寸、
高亮度的LED的发展趋势，更是解决了共晶/覆晶封装工艺对陶瓷基板金属线路
解析度与精确度的严苛要求。当LED芯片以陶瓷作为载板时，此LED模组的散
热瓶颈则转至系统电路板，其将热能由LED芯片传至散热鰭片及大气中，随着LED芯片功能的逐渐提升，材料亦逐渐由FR4转变至金属芯印刷电路基板
(MCPCB)，但随着高功率LED的需求进展，MCPCB材质的散热系数(2~4W/mk)
无法用于更高功率的产品，为此，陶瓷电路板的需求便逐渐普及，为确保LED
产品在高功率运作下的材料稳定性与光衰稳定性，以陶瓷作为散热及金属布线基
板的趋势已日渐明朗。陶瓷材料目前成本高于MCPCB，因此，如何利用陶瓷高
氧化铝陶瓷基板加工制作工艺流程和成型办法
氧化铝陶瓷基板加工制作工艺流程和成型办法
首先，进行原料准备。原料主要由氧化铝粉体和一定比例的添加剂组成，添加剂主要是为了提高材料的可塑性和成型性。原料应选择纯度高、粒度均匀的粉体。
然后，制备浆料。将原料粉体与添加剂混合均匀，加入适量的有机溶剂和分散剂，搅拌混合成浆料。浆料的浓度和粘度需要根据具体的制品要求进行调整。
接下来，制备基板。将浆料倒入模具中，然后通过振动或压制的方式使浆料均匀分布于模具内部。可根据需要进行多次振动或压制，确保浆料充分填充模具，并除去气泡。
然后，进行成型。常见的成型办法包括注塑成型、挤出成型和压制成型等。注塑成型是将浆料通过压力注入到模具中，挤出成型是将浆料通过模具中的模头挤压出来，压制成型则是通过使浆料受到一定压力而成形。
接下来，进行干燥。经过成型的基板需要进行干燥处理，以去除大部分有机溶剂和水分。常见的干燥方式有自然干燥、温度慢升干燥和烘箱干燥等。干燥过程需要逐渐升高温度，以避免因温度升高过快而导致基板破裂。
最后，进行烧结。烧结是一种高温处理过程，目的是将基板中的有机物彻底烧掉，使基板成为致密的陶瓷。烧结温度和时间需要根据具体材料进行调控，一般情况下烧结温度在1500~1800摄氏度之间。
综上所述，氧化铝陶瓷基板的加工制作工艺流程主要包括原料准备、制备浆料、制备基板、成型、干燥和烧结等步骤。通过科学的工艺流程和合理的成型办法，可以制作出优质的氧化铝陶瓷基板。
陶瓷基板封装工艺
陶瓷基板封装工艺
一、概述
陶瓷基板封装工艺是将芯片贴合在陶瓷基板上，并进行封装，以保护芯片及其内部电路不受外界环境的影响。该工艺适用于高可靠性、高温环境下使用的电子产品，如汽车电子、航空航天等领域。
二、材料准备
1. 陶瓷基板：选用高纯度氧化铝（Al2O3）材料制成，具有优异的耐高温性能和机械强度。
2. 芯片：根据产品需求选用不同类型的芯片，如MOSFET、IGBT等。
3. 焊料：选择高温焊料，如Au-Si或Au-Ge等。
4. 粘胶：选用导热性能好、粘接强度高的导电胶。
三、工艺流程
1. 清洗基板：将陶瓷基板放入超声波清洗机中进行清洗，去除表面杂质和油污。
2. 切割基板：根据产品尺寸要求，采用切割机对基板进行切割。
3. 雕刻孔位：采用激光或化学蚀刻等技术，在基板上雕刻出芯片焊接位置和引线连接孔位。
4. 焊接芯片：将芯片放置在基板焊盘上，通过高温热压或热板加热的方式，将芯片与基板焊接在一起。 5. 导电胶粘贴：在芯片周围涂抹导电胶，以提高导热性能和粘接强度。
6. 封装：采用环氧树脂或硅胶等材料进行封装，以保护芯片及其内部电路不受外界环境的影响。
7. 焊盘制作：在基板下方通过化学蚀刻或激光加工等技术制作出焊盘，以便后续连接。
四、关键工艺参数
1. 清洗时间和温度：清洗时间过长会影响陶瓷基板的表面平整度，而过高的清洗温度则会影响陶瓷基板的物理性能。
2. 焊接温度和时间：过高的焊接温度会导致芯片损坏，而过短的焊接时间则会影响焊点强度。
3. 导电胶涂布量和厚度：导电胶涂布量过多会影响芯片散热效果，而过薄则会影响粘接强度。
4. 封装材料的硬度和粘接强度：硬度过高的封装材料会导致芯片应力集中，从而影响其可靠性。
五、质量控制
1. 焊点质量检测：采用X光检测等技术对焊点进行检测，以保证焊点质量符合要求。
2. 导电胶涂布均匀性检测：采用显微镜等工具对导电胶涂布均匀性进行检测，以保证其散热效果和粘接强度。
dbc陶瓷基板烧结工艺
dbc陶瓷基板烧结工艺
DBC陶瓷基板烧结工艺是指将陶瓷薄片和金属箔层压在一起，然后通过高温烧结技术使它们紧密结合成为一体。DBC陶瓷基板烧结工艺的主要步骤包括以下几个方面：
1. 制备陶瓷薄片：首先需要制备陶瓷薄片，可以选择氧化铝、氮化硅等材料。
2. 制备金属箔：选择铜箔或者钼箔等材料，制备金属箔。
3. 层压：将陶瓷薄片和金属箔层压到一起。
4. 准备烧结条件：在烧结前需要确定烧结的温度、压力等条件。
5. 烧结：将层压后的陶瓷基板置于高温燃烧室中进行加热烧结，一般温度达到1700℃左右。在超高温的条件下，金属箔融化，然后渗透到陶瓷薄片中，形成一个均匀的介质层。
6. 冷却：待烧结完成后，将烧结后的陶瓷基板从燃烧室中取出进行自然冷却。
7. 检验：通过各种物理、化学、电学等测试手段来测试烧结后的DBC陶瓷基板的性能参数。
8. 后处理：针对使用需求的不同，需要对烧结后的产品进行不同的后处理，如表面处理，钝化等。
以上就是DBC陶瓷基板烧结工艺的主要步骤，该工艺的优越性能为高功率和高密度电子元器件的开发和制造提供了基础。
氧化铝陶瓷基板加工制作工艺流程和成型办法 2
氧化铝陶瓷基板是这样制成的！你知道多少？
氧化铝陶瓷基板加工制作工艺流程和成型办法
氧化铝陶瓷基板加工制作工艺流程和方法与普通的电路板是否一样？氧化铝陶瓷
基板是这样制成的！你知道多少？相信关注氧化铝陶瓷基板的企业或者技术采购人员也
是比较关注的。今天小编全面分享一下这其中的“故事”。
一，氧化铝陶瓷基板加工工艺
目前市面上采用的氧化铝陶瓷基板大多采用薄膜工艺、厚膜工艺，DBC工艺、HTCC
工艺和LTCC工艺。
氧化铝陶瓷基板薄膜工艺
薄膜法是微电子制造中进行金属膜沉积的主要方法，其中直接镀铜(Direct
platingcopper)是最具代表性的。直接镀铜（DPC），主要用蒸发、磁控溅射等面沉
积工艺进行基板表面金属化，先是在真空条件下溅射钛，铬然后再是铜颗粒，最后电镀
增厚，接着以普通pcb工艺完成线路制作，最后再以电镀/化学镀沉积方式增加线路的
厚度。
DPC工艺适用于大部分陶瓷基板，金属的结晶性能好，平整度好，线路不易脱落，
且线路位置更准确，线距更小，可靠性稳定等优点。
氧化铝陶瓷DBC工艺
陶瓷覆铜板英文简称DBC，是由陶瓷基材、键合粘接层及导电层而构成，它是指
铜箔在高温下直接键合到氧化铝或氮化铝陶瓷基片表面上的特殊工艺方法，其具有高导
热特性，高的附着强度，优异的软钎焊性和优良电绝缘性能，但是无法过孔，精度差，
表面粗糙，由于线宽，只能适用于间距大的地方，不能做精密的地方，并且只能成批生
产无法实现小规模生产。HTCC工艺就是采用的高温共烧工艺，HTCC陶瓷发热片就是高温共烧陶瓷发热片，
是一以采用将其材料为钨、钼、钼\锰等高熔点金属发热电阻浆料按照发热电路设计的
要求印刷于92～96%的氧化铝流延陶瓷生坯上，4～8%的烧结助剂然后多层叠合，在
1500～1600℃下高温下共烧成一体，从而具有耐腐蚀、耐高温、寿命长、高效节能、
温度均匀、导热性能良好、热补偿速度快等优点，而且不含铅、镉、汞、六价铬、多溴
联苯、多溴二苯醚等有害物质，符合欧盟RoHS等环保要求。