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應(yīng)用案例 | 陶瓷基電路板切片制備

來(lái)源:廣州領(lǐng)拓儀器科技有限公司   2024年08月08日 14:26  
隨著電子技術(shù)在各應(yīng)用領(lǐng)域的逐步加深,半導(dǎo)體正沿著大功率化、高頻化、集成化方向發(fā)展,高度的集成化封裝模塊要求良好的散熱承載系統(tǒng),而傳統(tǒng)線路板FR-4導(dǎo)熱系數(shù)上的劣勢(shì)已經(jīng)成為制約電子技術(shù)發(fā)展的一個(gè)瓶頸。
近些年來(lái)發(fā)展迅猛的LED產(chǎn)業(yè),也對(duì)其承載線路板的導(dǎo)熱系數(shù)指標(biāo)提出了更高的要求。陶瓷基板材料以其強(qiáng)度高、絕緣性好、導(dǎo)熱和耐熱性能優(yōu)良、熱膨脹系數(shù)小化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于電子封裝基板。

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?敲黑板

使用陶瓷基板電路

尤其是將其通過(guò)錫膏焊接在陶瓷系統(tǒng)板上

給切片制備帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)









 解 決 方 案 


Solution




1
切割

對(duì)一般PCBA來(lái)說(shuō),回流焊后為避免引入應(yīng)力,通常是采用的小功率切割機(jī)手動(dòng)切割、經(jīng)環(huán)氧樹(shù)脂冷鑲嵌后使用碳化硅砂紙從粗到細(xì)進(jìn)行研磨,使用P1200砂紙定位到觀察位置,繼而3μm金剛石拋光液拋光以及使用0.05μm氧化鋁拋光液最終拋光,即可得到無(wú)劃痕的表面效果。

陶瓷基板焊接在陶瓷系統(tǒng)板后,因其硬度較高,無(wú)法再進(jìn)行手動(dòng)切割,需使用更大功率精密切割機(jī)進(jìn)行切割。

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標(biāo)樂(lè)Isomet High Speed Pro精密切割機(jī)具有:功率2kw、x軸橫向移動(dòng)最小單位1μm、綠色激光線定位切割位置、自動(dòng)修整金剛石切割片等功能,使得這臺(tái)設(shè)備非常適合切割陶瓷基電路板;切割片推薦使用標(biāo)樂(lè)15LC切割片,顆粒適中,保證芯片不碎的情況下輕松切割陶瓷基板材料。




2
鑲嵌

因有芯片與焊膏,陶瓷基電路板不適合采用熱壓鑲嵌的方式進(jìn)行樣品鑲埋,需要采用冷鑲嵌的方式進(jìn)行樣品鑲嵌,推薦使用環(huán)氧樹(shù)脂

相比于丙烯酸樹(shù)脂,環(huán)氧樹(shù)脂具有粘度低、流動(dòng)性好、放熱溫度較低等特點(diǎn),可以很好的填充樣品中的縫隙空洞,表面張力低可與樣品表面充分潤(rùn)濕,避免鑲嵌后出現(xiàn)縫隙。

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3
研磨&拋光

粗研磨時(shí)因陶瓷基板硬度很硬,若使用常規(guī)碳化硅或氧化鋁砂紙研磨樣品時(shí),會(huì)出現(xiàn)陶瓷部分磨不動(dòng)而其他材料部分被去除的現(xiàn)象,造成砂紙浪費(fèi)樣品的浮凸

金剛石磨盤(pán)是將不同粒徑的金剛石和樹(shù)脂充分混合后加熱固化到基底上, 非常適合研磨陶瓷、硬質(zhì)合金等超硬材料

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磨盤(pán)按照粘結(jié)材料的不同分為以下幾種:

  1. 金屬粘結(jié)金剛石磨盤(pán),適合超硬金屬。
  2. 樹(shù)脂粘結(jié)金剛石磨盤(pán)(有花樣),樹(shù)脂固化成一定形狀,適合絕大多數(shù)陶瓷材料,壽命較長(zhǎng)。但因其花樣的存在,粗研磨時(shí)脆性材料時(shí)容易造成碎裂。
  3. 樹(shù)脂粘結(jié)金剛石磨盤(pán)(平面),適合硬材料和易碎材料組合。 

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粗磨時(shí)可使用有花樣的磨盤(pán)(磨盤(pán)壽命較長(zhǎng)),細(xì)磨使用平面的磨盤(pán)(去除芯片嚴(yán)重的碎裂部分)。

拋光關(guān)鍵步驟為3μm,研磨和粗拋光產(chǎn)生的碎裂和裂紋需要在此步驟去除,視具體情況拋光時(shí)間約4~8分鐘。

具體工藝見(jiàn)下表:

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