陶瓷基板（精选4篇）
陶瓷基板 篇1
0 引 言
随着集成电路的飞速发展,对电子封装提出了更高的要求。其中之一就是采用高性能的封装基板—陶瓷基板,它对尺寸精度与形位误差的要求都很高,在生产过程中需要进行100%的测量与分选。目前国内企业使用接触式的自动检测分选机,其测量技术和误差修正都较为成熟,但它存在着一些不可克服的缺陷:速度有限、实时性不好、测量精度不高。由于基于机器视觉的测量技术具有非接触、实时、在线、精度高等特点,近年来得到了迅速的发展和广泛的运用。
本研究应用机器视觉技术,设计陶瓷基板检测系统。
1 系统的工作原理
系统的工作原理如图1所示。检测工作台与摄像机(1)光轴垂直。陶瓷基板(3)自动进入检测位,自动定位机构调整基板位置,使基板定位于摄像机的检测区域中。高亮度、高均匀度的照明光源(4)——照明被测基板,以提高摄像机的成像质量。被测基板通过高分辨率、高精度的数字CMOS的TV物镜(2)成清晰像于CMOS光敏面上,再经USB2.0接口传入计算机,计算机对此数字图像进行高速实时图像处理,确定长、宽尺寸。系统根据测量结果确定陶瓷基板的合格性与级数,并控制PLC进行分级分选工作。
2 硬件系统
检测系统的待测物是乳白色半透明的陶瓷基板,公称边长为40 mm~70 mm,厚约0.15 mm~1.2 mm,如图2(a)所示。因其生产工艺是先冲压后烧结成型,基体材料较软,冲压时常带有一定的不确定性,因而成品尺寸有一较宽的离散带,影响其应用。该系统是要检测陶瓷基板的基本长、宽尺寸,检测视场为80 mm×80 mm,长、宽的检测精度为8 μm,检测速度为3 s。
当背光照明时,需要把光源安置在待测零件的背面,这使待测零件的背景呈现为白色,而待测零件本身为乳白色半透明的陶瓷基板,这给获得高对比度的图像带来了困难。因此,本系统采用前向照明方式,背景为定制的50 cm×50 cm的黑色平面光滑金属底座。由于实验室周围环境光线是基本恒定的,而工业现场存在时变的噪声,可采用封闭的照明方案屏蔽周围环境光线变化的影响。本系统采用畸变很小的德国罗敦斯德公司Rodagon系列放大机镜头,以保证待处理图像具有较小的几何畸变和一定的灰度分辨率。本研究选用加拿大Lumenera系列INFINITY1-6M的图像传感器,它是660万像素的数字CMOS图像传感器[1],能以较低的成本获得较高的分辨率。它直接输出数字图像信号,避免了模拟视频信号转换中因水平扫描不能精确同步而造成的像素抖动问题,因而图像的信噪比较高。它所具有的高分辨率图像质量可以提供更精密的测量,可以探测到更小的细节,可以有更精确的定位精度,可以快速扫描更大的被测物而不需要拼接等。其在最大分辨率时的帧率为5 fps,即平均一帧0.2 s,可以满足3 s/件的检测速度要求。另外,本研究选用的计算机为AMD Athlon 64/2.20G,内存512 MB,用以完成整个视觉检测系统的数据处理及分析。
3 软件系统
软件系统是该测量系统的核心部分,它的主要作用就是把CMOS摄像机拍摄到的图像采集完成后存储在内存中,经图像处理后,提取出陶瓷基板的信息,以确定陶瓷基板在图像中的位置,从而实现其尺寸及形位误差的测量。本测量系统是利用INFINITY1-6M数字摄像头驱动函数库和Visual C++6.0开发的。前一部分由设备厂商提供,后一部分自主开发。
3.1 图像的预处理
图像在被采集、传输和恢复等过程中,不可避免地会被噪声污染,使图像变得模糊,难以辨别图像边缘及捕捉图像特征。为了减弱图像噪声,笔者采用平滑方法进行图像的预处理[2]。在本系统采集的图像中,物体和背景的亮度各自均匀且单一,它们的对比度很大,无其他线条及难以区分的细节,因此,采用中值滤波可以达到很好的效果。所以本研究权衡滤波效果与滤波时间两个因素,特别对于特征量为尺寸的测量,最终选定了5×5中值滤波的图像处理方法用以消除噪声。
3.2 边缘检测
图像边缘的确定与提取对于整个图像场景的识别与理解是非常重要的,同时也是图像特征提取所依赖的重要特征。它对于检测精度具有很大影响。检测算子[3]的选择决定了系统对边缘的敏感性以及对噪声的敏感性。因为检测的是陶瓷基板的直线边缘,为了充分利用直线边缘的特点,本研究采用改进的Sobel算子,它有一定的噪声抑制能力,检测速度快,边缘定位准确,而且检测出的边缘是单边,因此首先用它来对边缘进行粗提取。
在本系统中,因为所检测的陶瓷基板的最大尺寸为70 mm×70 mm,采用的视场大小为80 mm×80 mm,选用的CMOS摄像机的像素为3 000(H)×2 208(V),整像素对应尺寸约为0.04 mm,不能达到0.008 mm的检测精度,必须使用亚像素边缘定位法[4],要求精度至少达到1/5个像素。所以在本测量系统中采用改进的Sobel算子和三次样条插值结合的方法[5]来获得亚像素边缘。检测结果缩略图如图2(b)所示。实验结果[6]表明,该算法的有效分辨率可达到整像素的1/12,该方法能精确定位目标边缘,有利于图像高精度测量,可以达到实际系统要求的精度。
3.3 直线拟合
要测量陶瓷基板的尺寸及形位误差(如长度等),就要检测出直线这一基本特征。本研究采用霍夫变换与最小二乘相结合的直线拟合方法[7]。首先,用霍夫变换剔除数据点集中的干扰点或噪声,并将分布在不同直线附近的点分离出来;然后,用最小二乘法拟合陶瓷基板四条边的直线。该方法既解决了直接使用最小二乘法拟合时,“拟合直线易受干扰点或噪声的影响”和“数据点分布在多条直线附近而无法拟合”的两个问题,同时也解决了直接使用霍夫变换时,“拟合直线精度不高”和“直线段有效区间不容易控制”的问题。
3.4 系统标定
测量的关键在于系统的精度[8],系统标定的精度直接关系到测量的精度。在测量过程中,计算机直接显示出来的信息是数字信号,即得到的图像信息是以像素为单位来表示的,如果要给出实际测量结果的数值,必须建立数字图像像素与实际尺寸的对应关系。针对于陶瓷基板检测系统,可以制作60 mm×60 mm的金属片作为标定参照物,如图3所示。在制作过程中,要求金属片的边界厚度与陶瓷基板相当,标定时应使标准样件与被测零件在采集图像时相对于摄像机具有相同的方向、位置及光照等环境条件。
4 实验结果
利用该系统,对标有编号的10片陶瓷基板进行长度、宽度的尺寸测量记录,如表1所示。对6号陶瓷基板的长度、宽度进行10次重复测量记录,如表2所示。
对表2进行不确定度分析可得:长度、宽度的单次测量标准不确定度分别为0.000 27 mm,0.000 23 mm,扩展不确定度分别为0.000 27 mm,0.000 24 mm,均能控制在1 μm以内,因此重复测量精度较高。由此可见,在综合各项误差后,陶瓷基板检测系统的实验结果可以达到尺寸精度的要求。
5 结束语
本研究通过对陶瓷基板检测系统硬件和软件系统的分析和设计,实现了对陶瓷基板长度、宽度参数的高精度测量。实验结果表明,本研究所采取的各种控制精度的方法有效可靠,为高精度、大尺寸的机器视觉检测提供了一定的帮助,在实际应用中具有一定的指导意义。
参考文献
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陶瓷基板 篇2
申报材料
泓域咨询机构
陶瓷基板生产加工项目申报材料说明
陶瓷基板材料以其优良的导热性和气密性，广泛应用于功率电子、电子封装、混合微电子与多芯片模块。
该陶瓷基板项目计划总投资 8167.42 万元，其中：固定资产投资5992.49 万元，占项目总投资的 73.37%；流动资金 2174.93 万元，占项目总投资的 26.63%。
达产年营业收入 17446.00 万元，总成本费用 13665.84 万元，税金及附加 142.69 万元，利润总额 3780.16 万元，利税总额 4444.25 万元，税后净利润 2835.12 万元，达产年纳税总额 1609.13 万元；达产年投资利润率46.28%，投资利税率 54.41%，投资回报率 34.71%，全部投资回收期 4.38年，提供就业职位 326 个。
坚持“社会效益、环境效益、经济效益共同发展”的原则。注重发挥投资项目的经济效益、区域规模效益和环境保护效益协同发展，利用项目承办单位在项目产品方面的生产技术优势，使投资项目产品达到国际领先水平，实现产业结构优化，达到“高起点、高质量、节能降耗、增强竞争力”的目标，提高企业经济效益、社会效益和环境保护效益。
......报告主要内容：概述、项目建设及必要性、产业分析预测、项目方案分析、项目选址方案、建设方案设计、项目工艺原则、环境保护概述、项目安全卫生、项目风险评估、项目节能方案分析、实施安排方案、投资计划方案、项目经济评价分析、项目综合评估等。
在如今的电子时代，几乎每个人都有属于自己的电子设备，现如今的电子设备，也不仅仅只限于手机电脑这种了，包括汽车、家居等等都在物联网的推动下变成了“电子设备”。在互联网基础上的物联网，正在突飞猛进的发展。什么无人驾驶、智能家居、智能穿戴都像是春天的花朵一样，扎堆盛开，当然，这也是电子制造业的“春天”。
第一章
概述
一、项目概况
（一）项目名称
陶瓷基板生产加工项目
氧化铝陶瓷覆铜板电容压力传感器在各种汽车上用量巨大，市场达近百亿，但是目前氧化铝陶瓷覆铜板主要依赖进口，国内的陶瓷氧化铝板在材料的弹性模量、弹性变形循环次数、使用寿命和可靠性凤方面还有差距，尚未进入商业化实际应用。
氮化铝陶瓷是一种高温耐热材料，其热导率高，较氧化铝陶瓷高 5 倍以上，膨胀系数低，与硅性能一致。使用氮化铝陶瓷为主要原材料制造而成的基板，具有高热导率、低膨胀系数、高强度、耐腐蚀、电性能优、光传输性好等优异特性，是理想的大规模集成电路散热基板和封装材料。随着我国电子信息产业蓬勃发展，我国市场对 PCB 基板的需求不断上升，氮化铝陶瓷基板凭借其优异性能，市场占有率正在不断提升。
（二）项目选址
xx 工业示范区
（三）项目用地规模
项目总用地面积 20030.01平方米（折合约 30.03 亩）。
（四）项目用地控制指标
该工程规划建筑系数 63.93%，建筑容积率 1.46，建设区域绿化覆盖率6.79%，固定资产投资强度 199.55 万元/亩。
（五）土建工程指标
项目净用地面积 20030.01平方米，建筑物基底占地面积 12805.19平方米，总建筑面积 29243.81平方米，其中：规划建设主体工程 18511.20平方米，项目规划绿化面积 1985.47平方米。
（六）设备选型方案
项目计划购置设备共计 97 台（套），设备购置费 1594.27 万元。
（七）节能分析
1、项目年用电量 697713.45 千瓦时，折合 85.75 吨标准煤。
2、项目年总用水量 16195.55 立方米，折合 1.38 吨标准煤。
3、“陶瓷基板生产加工项目投资建设项目”，年用电量 697713.45 千瓦时，年总用水量 16195.55 立方米，项目年综合总耗能量（当量值）87.13 吨标准煤/年。达产年综合节能量 27.51 吨标准煤/年，项目总节能率29.77%，能源利用效果良好。
（八）环境保护
项目符合 xx 工业示范区发展规划，符合 xx 工业示范区产业结构调整规划和国家的产业发展政策；对产生的各类污染物都采取了切实可行的治
理措施，严格控制在国家规定的排放标准内，项目建设不会对区域生态环境产生明显的影响。
（九）项目总投资及资金构成
项目预计总投资 8167.42 万元，其中：固定资产投资 5992.49 万元，占项目总投资的 73.37%；流动资金 2174.93 万元，占项目总投资的 26.63%。
（十）资金筹措
该项目现阶段投资均由企业自筹。
（十一）项目预期经济效益规划目标
预期达产年营业收入 17446.00 万元，总成本费用 13665.84 万元，税金及附加 142.69 万元，利润总额 3780.16 万元，利税总额 4444.25 万元，税后净利润 2835.12 万元，达产年纳税总额 1609.13 万元；达产年投资利润率 46.28%，投资利税率 54.41%，投资回报率 34.71%，全部投资回收期4.38 年，提供就业职位 326 个。
（十二）进度规划
本期工程项目建设期限规划 12 个月。
科学组织施工平行流水作业，交叉施工，使施工机械等资源发挥最大的使用效率，做到现场施工有条不紊，忙而不乱。将整个项目分期、分段建设，进行项目分解、工期目标分解，按项目的适应性安排施工，各主体工程的施工期叉开实施。
二、报告说明
报告，简称可研，是在制订生产、基建、科研计划的前期，通过全面的调查研究，分析论证某个建设或改造工程、某种科学研究、某项商务活动切实可行而提出的一种书面材料。
三、项目评价
1、本期工程项目符合国家产业发展政策和规划要求，符合 xx 工业示范区及 xx 工业示范区陶瓷基板行业布局和结构调整政策；项目的建设对促进 xx 工业示范区陶瓷基板产业结构、技术结构、组织结构、产品结构的调整优化有着积极的推动意义。
2、xxx 投资公司为适应国内外市场需求，拟建“陶瓷基板生产加工项目”，本期工程项目的建设能够有力促进 xx 工业示范区经济发展，为社会提供就业职位 326 个，达产年纳税总额 1609.13 万元，可以促进 xx 工业示范区区域经济的繁荣发展和社会稳定，为地方财政收入做出积极的贡献。
3、项目达产年投资利润率 46.28%，投资利税率 54.41%，全部投资回报率 34.71%，全部投资回收期 4.38 年，固定资产投资回收期 4.38 年（含建设期），项目具有较强的盈利能力和抗风险能力。
4、在我国国民经济和社会发展中，制造业领域民营企业数量占比已达90%以上，民间投资的比重超过 85%，成为推动制造业发展的重要力量。近年来，受多重因素影响，制造业民间投资增速明显放缓，2015 年首次低于10%，2016 年继续下滑至 3.6%。党中央、国务院高度重视民间投资工作，近年来部署出台了一系列有针对性的政策措施并开展了专项督查，民间投
资增速企稳回升，今年 1-10 月，制造业民间投资增长 4.1%，高于去年同期1.5 个百分点。近年来，从中央到地方加快了经济体制改革和经济发展方式的转变，相继出台了一系列重大政策鼓励、支持和引导民营经济加快发展。民营经济已成为我省国民经济的重要支撑，财政收入的重要来源，扩大投资的重要主体，吸纳劳动力和安置就业的主渠道，体制创新和机制创新的重要推动力，为我省经济社会又好又快发展作出了积极贡献。
综上所述，项目的建设和实施无论是经济效益、社会效益还是环境保护、清洁生产都是积极可行的。
四、主要经济指标
主要经济指标一览表
序号 项目 单位 指标 备注 1
占地面积
平方米
20030.01
30.03 亩
1.1
容积率
1.46
1.2
建筑系数
63.93%
1.3
投资强度
万元/亩
199.55
1.4
基底面积
平方米
12805.19
1.5
总建筑面积
平方米
29243.81
1.6
绿化面积
平方米
1985.47
绿化率 6.79%
总投资
万元
8167.42
2.1
固定资产投资
万元
5992.49
2.1.1
土建工程投资
万元
2152.20
2.1.1.1
土建工程投资占比
万元
26.35%
2.1.2
设备投资
万元
1594.27
2.1.2.1
设备投资占比
19.52%
2.1.3
其它投资
万元
2246.02
2.1.3.1
其它投资占比
27.50%
2.1.4
固定资产投资占比
73.37%
2.2
流动资金
万元
2174.93
2.2.1
流动资金占比
26.63%
收入
万元
17446.00
总成本
万元
13665.84
利润总额
万元
3780.16
净利润
万元
2835.12
所得税
万元
1.46
增值税
万元
521.40
税金及附加
万元
142.69
纳税总额
万元
1609.13
利税总额
万元
4444.25
投资利润率
46.28%
投资利税率
54.41%
投资回报率
34.71%
回收期
年
4.38
设备数量
台（套）
年用电量
千瓦时
697713.45
年用水量
立方米
16195.55
总能耗
吨标准煤
87.13
节能率
29.77%
节能量
吨标准煤
27.51
员工数量
人
326
第二章
项目建设及必要性
一、陶瓷基板项目背景分析
陶瓷基板材料以其优良的导热性和气密性，广泛应用于功率电子、电子封装、混合微电子与多芯片模块。
现阶段较普遍的陶瓷散热基板种类共有 HTCC、LTCC、DBC、DPC 四种，其中 HTCC 属于较早期发展的技术，但由于烧结温度较高使其电极材料的选择受限，且制作成本相对昂贵，这些因素促使 LTCC 的发展，LTCC 虽然将共烧温度降至约 850℃，但缺点是尺寸精确度、产品强度等不易控制。
而 DBC 与 DPC 则为国内近几年才开发成熟，且能量产化的专业技术，DBC 是利用高温加热将 Al2O3 与 Cu 板结合，其技术瓶颈在于不易解决 Al2O3 与 Cu 板间微气孔产生之问题，这使得该产品的量产能量与良率受到较大的挑战，而 DPC 技术则是利用直接镀铜技术，将 Cu 沉积于 Al2O3 基板之上，其工艺结合材料与薄膜工艺技术，其产品为近年最普遍使用的陶瓷散热基板。然而其材料控制与工艺技术整合能力要求较高，这使得跨入 DPC 产业并能稳定生产的技术门槛相对较高。
热导率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。在 LED 领域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，重要的评估项目之一。
工艺能力，主要是表示各种散热基板的金属线路是以何种工艺技术完成，由于线路制造/成型的方法直接影响了线路精度、表面粗糙镀、对位精准度等特性，因此在高功率小尺寸的精细线路需求下，工艺分辨率便成了必须要考虑的重要项目之一。
LTCC 与 HTCC 均是采用厚膜印刷技术完成线路制作，厚膜印刷本身即受限于网版张力问题，一般而言，其线路表面较为粗糙，且容易造成有对位不精准与累进公差过大等现象。此外，多层陶瓷叠压烧结工艺，还有收缩比例的问题需要考量，这使得其工艺分辨率较为受限。
而 DBC 虽以微影工艺备制金属线路，但因其工艺能力限制，金属铜厚的下限约在 150~300um 之间，这使得其金属线路的分辨率上限亦仅为 150~300um 之间(以深宽比 1:1 为标准)。而 DPC 则是采用的薄膜工艺制作，利用了真空镀膜、黄光微影工艺制作线路，使基板上的线路能够更加精确，表面平整度高，再利用电镀/电化学镀沉积方式增加线路的厚度，DPC 金属线路厚度可依产品实际需求(金属厚度与线路分辨率)而设计。一般而言，DPC 金属线路的分辨率在金属线路深宽比为
1:1 的原则下约在 10~50um 之间。因此，DPC 杜绝了 LTCC/HTCC 的烧结收缩比例及厚膜工艺的网版张网问题。
陶瓷散热基板会因应需求及应用上的不同，外型亦有所差别。另一方面，各种陶瓷基板也可依产品制造方法的不同，作出基本的区分。LTCC 散热基板在 LED 产品的应用上，大多以大尺寸高功率以及小尺寸低功率产品为主，基本上外观大多呈现凹杯状，且依客户端的需求可制作出有导线架&没有导线架两种散热基板，凹杯形状主要是针对封装工艺采用较简易的点胶方式封装成型所设计，并利用凹杯边缘作为光线反射的路径，但 LTCC 本身即受限于工艺因素，使得产品难以备制成小尺寸，再者，采用了厚膜制作线路，使得线路精准度不足以符合高功率小尺寸的 LED 产品。而与 LTCC 工艺与外观相似的 HTCC，在 LED 散热基板这一块，尚未被普遍的使用，主要是因为 HTCC 采用 1300~1600℃高温干燥硬化，使生产成本的增加，相对的 HTCC 基板费用也高，因此对极力朝低成本趋向迈进 LED 产业而言，面临了较严苛的考验 HTCC。
然而，DBC 产品因受工艺能力限制，使得线路分辨率上限仅为150~300um，若要特别制作细线路产品，必须采用研磨方式加工，以降低铜层厚度，但却造成表面平整度不易控制与增加额外成本等问题，使得 DBC 产品不易于共晶/复晶工艺高线路精准度与高平整度的要求之
应用。DPC 利用薄膜微影工艺备制金属线路加工，具备了线路高精准度与高表面平整度的的特性，非常适用于复晶/共晶接合方式的工艺，能够大幅减少 LED 产品的导线截面积，进而提升散热的效率。
二、陶瓷基板项目建设必要性分析
在如今的电子时代，几乎每个人都有属于自己的电子设备，现如今的电子设备，也不仅仅只限于手机电脑这种了，包括汽车、家居等等都在物联网的推动下变成了“电子设备”。在互联网基础上的物联网，正在突飞猛进的发展。什么无人驾驶、智能家居、智能穿戴都像是春天的花朵一样，扎堆盛开，当然，这也是电子制造业的“春天”。
《中国制造 2025》战略的颁布，例如“工业 4.0”的来临，又例如陶瓷基板的来临。2014 年李克强总理正式提出《中国制造 2025》的概念，2015 年就已经由国务院印发，但是在 2014 年之前，我国的制造业都是处于一个比较劣势的地位，制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。十八世纪中叶开启工业文明以来，世界强国的兴衰史和中华民族的奋斗史一再证明，没有强大的制造业，就没有国家和民族的强盛。打造具有国际竞争力的制造业，是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路。新一轮的科技革命和产业变革正在悄然发生，我们必须要牢牢抓住这一重大的历史
机遇，才能把我国建设成为引领世界制造业发展的制造强国，为实现中华民族伟大复兴的中国梦打下坚实基础。
在中国的制造业中，有非常重要的一个行业，叫做材料行业，新材料的研发对我国制造的进程有着深刻的影响。像刚刚提到的陶瓷基板行业，就属于新材料研发衍生出来的行业，每个顺应市场的新材料研发，都足以在电子行业掀起迭代大潮。陶瓷基板也不例外。
目前市面上的 PCB 从材料大类上来分主要可以分为三种：普通基板、金属基板还有就是陶瓷基板。普通的基板就是我们平时看到的电脑里的主板手机里的主板，都是普通的环氧树脂基板，优点是便于设计，成本低廉。所以至今仍在大范围使用。
金属基板主要有三种：铝基板、铜基板、铁基板。铁基板因为算是个伪命题，并没有应用市场，所以渐渐被人们给遗忘。铝基板是目前金属基板中使用最多的基板，铝基板拥有比环氧树脂基板高出 10 倍的导热率，所以一般应用大功率的电子器件上铜基板与铝基板同理，铜基板的导热率会比铝基板还要好一些。
陶瓷基板按材料分也可以分为两种：氧化铝陶瓷基板、氮化铝陶瓷基板。氧化铝陶瓷基板的导热率差不多是金属基板的 10 倍，接近环氧树脂基板的 100 倍，氮化铝陶瓷基板的导热率是氧化铝陶瓷基板的倍，是金属基板的 100 倍，环氧树脂基板的 1000 倍。除了导热率以外，陶瓷基板还有很多陶瓷材料的优点，例如耐高压、耐高温、防腐蚀，介质损耗低等等。
我国的陶瓷基板是从 2000 年之后才开始发展的，2004 年，中国八四二研究所正式研发出我国自己的陶瓷基板，代表着我国正式突破陶瓷基板的技术封锁，拥有我国自主研发生产的陶瓷基板，到现今也不过 13 年，这 13 年，正好是中国快速腾飞的 13 年，我国的电子制造业在这 13 年当中经历了巨大的变化，陶瓷基板也不例外。
之前国内陶瓷基板技术被国外封锁，国内陶瓷基板的使用基本都是依靠进口，国际上现在陶瓷基板市场主要被日本京瓷、首尔半导体、美国罗杰斯等公司占据，国内进口的陶瓷基板也基本来自于日本和韩国。如果把关税物流等等都计算进去，成本会偏高，导致我们的陶瓷基板参与的产品，从成本上没办法取得优势。
众所周知，陶瓷基板的应用市场主要是大功率的电子元件，大功率电子元件基本都属于电子设备里面高端产品，我国在电子制造业的规模上数一数二，但是在高精尖的高端产品上，并没有什么优势，直接导致了我们陶瓷基板就算推出了市场也不会有应用。不管是电子市场还是科研技术，都是水到渠成的事。
在从前，国外高端的陶瓷基板统治国内市场的时候，当时的人们根本想不到会有国产的品牌跳出来。在同样的基板比较下，国内的成本可以比进口低 40%，40%是什么概念，足以使我国高端大功率设备打入世界舞台。
目前我国已经部署了自己陶瓷基板市场，相信要不了多久，便会解决目前中国陶瓷基板的命脉被其他国家掌控的尴尬局面，可以把自己的高端产品彻底掌握在自己的手中。
第三章
项目建设单位基本情况
一、项目承办单位基本情况
（一）公司名称
xxx 科技发展公司
（二）公司简介
公司致力于一个符合现代企业制度要求，具有全球化、市场化竞争力的新型一流企业。公司是跨文化的组织，尊重不同文化和信仰，将诚信、平等、公平、和谐理念普及于企业并延伸至价值链；公司致力于制造和采购在技术、质量和按时交货上均能满足客户高标准要求的产品，并使用现代仓储和物流技术为客户提供配送及售后服务。公司始终坚持 “服务为先、品质为本、创新为魄、共赢为道”的经营理念，遵循“以客户需求为中心，坚持高端精品战略，提高最高的服务价值”的服务理念，奉行“唯才是用，唯德重用”的人才理念，致力于为客户量身定制出完美解决方案，满足高端市场高品质的需求。
经过多年的发展与积累，公司建立了较为完善的治理结构，形成了完整的内控制度。公司已拥有 ISO/TS16949 质量管理体系以及 ISO14001 环境管理体系，以及 ERP 生产管理系统，并具有国际先进的自动化生产线及实验测试设备。
二、公司经济效益分析
上一，xxx 投资公司实现营业收入 14326.40 万元，同比增长22.84%（2663.51 万元）。其中，主营业业务陶瓷基板生产及销售收入为12875.60 万元，占营业总收入的 89.87%。
上营收情况一览表
序号 项目 第一季度 第二季度 第三季度 第四季度 合计 1
营业收入
3008.54
4011.39
3724.86
3581.60
14326.40
主营业务收入
2703.88
3605.17
3347.66
3218.90
12875.60
2.1
陶瓷基板(A)
892.28
1189.71
1104.73
1062.24
4248.95
2.2
陶瓷基板(B)
621.89
829.19
769.96
740.35
2961.39
2.3
陶瓷基板(C)
459.66
612.88
569.10
547.21
2188.85
2.4
陶瓷基板(D)
324.47
432.62
401.72
386.27
1545.07
2.5
陶瓷基板(E)
216.31
288.41
267.81
257.51
1030.05
2.6
陶瓷基板(F)
135.19
180.26
167.38
160.95
643.78
2.7
陶瓷基板(...)
54.08
72.10
66.95
64.38
257.51
其他业务收入
304.67
406.22
377.21
362.70
1450.80
根据初步统计测算，公司实现利润总额 3446.61 万元，较去年同期相比增长 854.12 万元，增长率 32.95%；实现净利润 2584.96 万元，较去年同期相比增长 475.95 万元，增长率 22.57%。
上主要经济指标
项目 单位 指标 完成营业收入
万元
14326.40
完成主营业务收入
万元
12875.60
主营业务收入占比
89.87%
营业收入增长率（同比）
22.84%
营业收入增长量（同比）
万元
2663.51
利润总额
万元
3446.61
利润总额增长率
32.95%
利润总额增长量
万元
854.12
净利润
万元
2584.96
净利润增长率
22.57%
净利润增长量
万元
475.95
投资利润率
50.91%
投资回报率
38.18%
财务内部收益率
29.33%
企业总资产
万元
15349.85
流动资产总额占比
万元
27.15%
流动资产总额
万元
4167.61
资产负债率
39.22%
第四章
产业分析预测
一、陶瓷基板行业分析
氧化铝陶瓷覆铜板电容压力传感器在各种汽车上用量巨大，市场达近百亿，但是目前氧化铝陶瓷覆铜板主要依赖进口，国内的陶瓷氧化铝板在材料的弹性模量、弹性变形循环次数、使用寿命和可靠性凤方面还有差距，尚未进入商业化实际应用。
在航天发动机、风力发电、数控机床等高端装备所使用的陶瓷转承，不但要求高的力学性能和热学性能，而且要求优异的耐磨性、可靠性和长寿命，目前国产的氮化硅陶瓷轴承球与日本东芝陶瓷公司还有明显差距；与国际上著名的瑞典 SKF 公司、德国的 FAG 公司和日本的 KOYO 等轴承公司相比，我们的轴承还处于产业产业链的中低端，像风电和数控机床等高端产品还依赖进口。
在汽车、冶金、航天航空领域的机械加工大量使用陶瓷刀头，据统计市场需求达数十亿元。陶瓷刀具包括氧化铝陶瓷基、氮化硅基、氧化锆增韧氧化铝、氮碳化钛体系等，要求具有高硬度。高强度和高可靠性。目前国内企业只能生产少量非氧化铝陶瓷刀具，二像汽车缸套加工用量巨大的氧化铝套擦刀具还依赖从瑞典 sandvik、日本京瓷、日本 NTK 公司、德国 CeranTec 公司进口。
在军工国防用到的透明和透红线陶瓷材料，如果氧化钇、氧化镁、阿隆、镁铝尖晶石）陶瓷以及具有激光特性透明陶瓷。目前我们的技术还限于制备有限的尺寸，对于国际上已经达到半米大尺寸透明陶瓷材料我们还很困难，无论在工艺技术和装备上均有差距。
氧化层会对氮化铝陶瓷的热导率产生影响，在基板生产过程中，其加工工艺需进行严格把控，才能保证氮化铝陶瓷基板的优异性能。尽管我国氮化铝陶瓷基板行业在研究领域已经取得一定成果，与国际先进水平的差距不断缩小，但批量生产能力依然不足，仅有军工背景的斯利通具有量产能力。斯利通以及部分台湾企业氮化铝陶瓷基板产量无法满足国内市场需求，我国氮化铝陶瓷基板市场对外依赖度高。
氮化铝陶瓷是现阶段性能最为优异的 PCB 基板材料，由于其生产难度大、生产企业数量少，其产品价格较高，应用范围相对较窄。但随着氮化铝陶瓷基板技术工艺不断进步，生产成本不断下降，叠加电子产品小型化、集成化、多功能化成为趋势，行业未来发展潜力巨大。在此情况下，我国 PCB 基板行业中有实力的企业需尽快突破氮化铝陶瓷基板量产瓶颈，实现进口替代。
二、陶瓷基板市场分析预测
氮化铝陶瓷是一种高温耐热材料，其热导率高，较氧化铝陶瓷高 5倍以上，膨胀系数低，与硅性能一致。使用氮化铝陶瓷为主要原材料制造而成的基板，具有高热导率、低膨胀系数、高强度、耐腐蚀、电性能优、光传输性好等优异特性，是理想的大规模集成电路散热基板和封装材料。随着我国电子信息产业蓬勃发展，我国市场对 PCB 基板的需求不断上升，氮化铝陶瓷基板凭借其优异性能，市场占有率正在不断提升。
氮化铝陶瓷基板应用范围宽广，在通信、消费电子、电力、LED、汽车电子、轨道交通、新能源等各个领域都可以得到广泛应用。相较于氧化铝陶瓷基板，受制于生产工艺要求高、价格偏高等因素的影响，现阶段我国氮化铝陶瓷基板应用范围相对较窄，主要应用于高端电子领域。但随着电子信息产业技术不断升级，PCB 基板小型化、功能集成化成为趋势，市场对散热基板与封装材料的散热性与耐高温性要求不断提升，性能相对普通的基板材料难以满足市场需求，氮化铝陶瓷基板行业发展迎来机遇。
氮化铝陶瓷基板行业进入技术壁垒高，全球市场中，具有批量化生产能力的企业主要集中在日本，日本企业在国际氮化铝陶瓷基板市场中处于垄断地位，此外，中国台湾地区也有部分产能。随着中国电
子信息产业快速发展，技术水平不断提高，国内市场对氮化铝陶瓷基板的需求快速上升，在市场的拉动下，进入行业布局的企业开始增多，但现阶段我国拥有量产能力的企业数量依然极少。氧化层会对氮化铝陶瓷的热导率产生影响，在基板生产过程中，其加工工艺需进行严格把控，才能保证氮化铝陶瓷基板的优异性能。尽管我国氮化铝陶瓷基板行业在研究领域已经取得一定成果，与国际先进水平的差距不断缩小，但批量生产能力依然不足，仅有军工背景的斯利通具有量产能力。斯利通以及部分台湾企业氮化铝陶瓷基板产量无法满足国内市场需求，我国氮化铝陶瓷基板市场对外依赖度高。
氮化铝陶瓷是现阶段性能最为优异的 PCB 基板材料，由于其生产难度大、生产企业数量少，其产品价格较高，应用范围相对较窄。但随着氮化铝陶瓷基板技术工艺不断进步，生产成本不断下降，叠加电子产品小型化、集成化、多功能化成为趋势，行业未来发展潜力巨大。在此情况下，我国 PCB 基板行业中有实力的企业需尽快突破氮化铝陶瓷基板量产瓶颈，实现进口替代。
第五章
建设方案设计
一、建筑工程设计原则
项目承办单位本着“适用、安全、经济、美观”的原则并遵照国家建筑设计规范进行项目建筑工程设计；在满足投资项目生产工艺设备要求的前提下，力求布局合理、造型美观、色彩协调、施工方便，努力建设既有时代感又有地方特色的工业建筑群的新形象。建筑物平面设计以满足生产工艺要求为前提，力求生产流程布置合理，尽量做到人货分流，功能分区明确，符合《建筑设计防火规范》（GB50016）要求。
二、项目总平面设计要求
本次设计充分考虑现有设施布局及周边现状，力求设施联系密切浑然一体，总体上达到功能分区明确、布局合理、联系方便、互不干扰的效果。应留有发展或改、扩建余地。应有完整的绿化规划。本工程项目位于项目建设地，本次设计通过与建设方的多次沟通、考察、论证，最后达成共识。
三、土建工程设计年限及安全等级
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011）的规定，投资项目建筑物结构设计符合根据《建筑抗震设计规范》（GB50011）的规定，投资项目建筑物结构设计符合Ⅷ度抗震设防的要求，基本地震加速度值为 0.20g，设计地震分组为第一组，抗震设防类别为乙类，各建筑物均采取相应抗震构造设计。砌体结构应按规范设置地圈梁及构造柱，建筑物耐火等级为Ⅱ级。
四、建筑工程设计总体要求
项目承办单位应该根据产品制造行业项目产品生产的特点，应按国家规范，妥善处理防火、防爆、防污、防腐、耐高温等要求。
五、土建工程建设指标
本期工程项目预计总建筑面积 29243.81平方米，其中：计容建筑面积29243.81平方米，计划建筑工程投资 2152.20 万元，占项目总投资的26.35%。
第六章
项目选址方案
一、项目选址原则
投资项目对其生产工艺流程、设施布置等都有较为严格的标准化要求，为了更好地发挥其经济效益并综合考虑环境等多方面的因素，根据项目选址的一般原则和项目建设地的实际情况，该项目选址应遵循以下基本原则的要求。项目选址应符合城乡建设总体规划和项目占地使用规划的要求，同时具备便捷的陆路交通和方便的施工场址，并且与大气污染防治、水资源和自然生态资源保护相一致。
二、项目选址
该项目选址位于 xx 工业示范区。
“十三五”期间，发展壮大优势产业，培育发展战略性新兴产业，推进产业集群发展和转型升级。力争到 2020 年，打造 2 个千亿主导产业，发展 4 个 500 亿和 4 个百亿产业集群（不含已有产业）。三大主导产业中，力争食品加工业和装备制造业规模工业总产值均达到 1000 亿元，年均分别增长 17.1%和 20.7%；电子信息产业和能源产业规模工业总产值达到 500 亿元，年均增长 16.3%。电子商务和服务外包、医药产业、建材产业规模工业总产值均达到 500 亿元，年均增速分别达到 27.2%、29.0%和 15.3。
三、建设条件分析
项目承办单位自成立以来始终坚持“自主创新、自主研发”的理念，始终把提升创新能力作为企业竞争的最重要手段，因此，积累了一定的项目产品技术优势。项目承办单位在项目产品开发、设计、制造、检测等方面形成了一套完整的质量保证和管理体系，通过了 ISO9000 质量体系认证，赢得了用户的信赖和认可。完善的国内销售网络，项目承办单位经过多年来的经营，不仅有长期稳定客户和潜在客户，而且有非常完善的销售体系；企业的销售激励制度大大提高了员工的工作积极性，再加上平时公司领导对员工的感情投资，使销售员工对公司有很强的向心力；正是具备稳定有激情的销售团队，才保证了企业的销售政策很好的贯彻执行下去，也使企业的销售业绩有很大的提高；企业的销售团队将在有项目产品销售市场的区域，根据当地实际情况，销售适合当地加工企业需要的项目产品。
四、用地控制指标
投资项目占地税收产出率符合国土资源部发布的《工业项目建设用地控制指标》（国土资发【2008】24 号）中规定的产品制造行业占地税收产出率≥150.00 万元/公顷的规定；同时，满足项目建设地确定的“占地税收产出率≥150.00 万元/公顷”的具体要求。投资项目土地综合利用率100.00%，完全符合国土资源部发布的《工业项目建设用地控制指标》（国土资发【2008】24 号）中规定的产品制造行业土地综合利用率≥90.00%的规定；同时，满足项目建设地确定的“土地综合利用率≥95.00%”的具体要求。
五、地总体要求
本期工程项目建设规划建筑系数 63.93%，建筑容积率 1.46，建设区域绿化覆盖率 6.79%，固定资产投资强度 199.55 万元/亩。
土建工程投资一览表
序号 项目 单位 指标 备注 1
占地面积
平方米
20030.01
30.03 亩
基底面积
平方米
12805.19
建筑面积
平方米
29243.81
2152.20 万元
容积率
1.46
建筑系数
63.93%
主体工程
平方米
18511.20
绿化面积
平方米
1985.47
绿化率
6.79%
投资强度
万元/亩
199.55
六、节约用地措施
七、总图布置方案
（一）平面布置总体设计原则
按照建（构）筑物的生产性质和使用功能，项目总体设计根据物流关系将场区划分为生产区、办公生活区、公用设施区等三个功能区，要求功能分区明确，人流、物流便捷流畅，生产工艺流程顺畅简捷；这样布置既
能充分利用现有场地，有利于生产设施的联系，又有利于外部水、电、气等能源的接入，管线敷设短捷，相互联系方便。按照建（构）筑物的生产性质和使用功能，项目总体设计根据物流关系将场区划分为生产区、办公生活区、公用设施区等三个功能区，要求功能分区明确，人流、物流便捷流畅，生产工艺流程顺畅简捷；这样布置既能充分利用现有场地，有利于生产设施的联系，又有利于外部水、电、气等能源的接入，管线敷设短捷，相互联系方便。同时考虑用地少、施工费用节约等要求，沿围墙、路边和可利用场地种植花卉、树木、草坪及常绿植物，改善和美化生产环境。
（二）主要工程布置设计要求
（三）绿化设计
（四）辅助工程设计
1、场内供水采用生活供水系统、消防供水系统、生产补给水系统，消防供水系统在场区内形成供水管网。给水系统由项目建设地给水管网直供；场区给水网确定采用生产、生活及消防合一系统的供水方式，在场区内形成环状，从而保证供水水压的平衡及消防用水的要求。投资项目采用雨、污分流制排水系统，分别汇集后排入项目建设区不同污水管网。
2、项目建设区域位于项目建设地，场区水源为市政自来水管网，水源充裕水质良好，符合国家卫生要求，场区给水系统采用生产、生活、消防
合一给水系统。投资项目水源来自场界外的项目建设地市政供水管网，项目建设区现有给、排水系统设施完备可以满足投资项目使用要求。投资项目消防对象主要是厂房、库房、办公场地等；因此，室外消防用水量按25.00L/S，火灾延续时间按 2.00 小时计，同一时间发生火灾次数按一次考虑；室内消防栓用水量 15.00L/S，火灾延续时间按 2.00 小时计，室内外的消防栓均按规范间距要求布置。
3、10KV 配电室设有专用防雷柜，低压系统分级配有避雷器，弱电系统配有电涌保护器（SPD）。配电系统采用 TN-C-S 制，变压器中性点接地，接地电阻 R≤4.00 欧姆，高压配电设备采用接地保护，低压用电设备采用接零保护，正常情况下不带电的用电设备金属外壳、构架、穿线钢管均应可靠接零。
4、场内运输系统的设计要注意物料支撑状态的选择，尽量做到物料不落地，使之有利于搬运；运输线路的布置，应尽量减少货流与人流相交叉，以保证运输的安全。项目承办单位外部运输和内部运输可采用送货制；采用合适的运输方式和运输路线，使企业的物流组成达到合理优化；把企业的组成内部从原材料输入、产品外运以及车间与车间、车间与仓库、车间内部各工序之间的物料流动都作为整体系统进行物流系统设计，使全场物料运输形成有机的整体。
5、主体工程采用机械通风方式进行通风换气；送风系统利用空气处理机组，空气处理机组置于车间平台上，室外空气经初、中效过滤后经风机
及通风管道送至车间各生产区，排风系统可采用屋顶风机和局部机械排风系统，车间换气次数为 5.00 次/小时。主体工程及原材料仓库等均采用自然通风为主、机械换气通风为辅；对生产系统中个别温度高、粉尘多的工位采取机械强制通风方案，以保证良好的生产环境。卫生间均设排气扇，将湿气和臭气经排风机排至室外，通风换气次数一定要大于 10.00 次/小时。
八、选址综合评价
项目建设遵循“合理和集约用地”的原则，按照产品制造行业生产规范和要求，进行科学设计、合理布局，符合行业产品生产经营的需要。
第七章
项目工艺原则
一、原辅材料采购及管理
按目前市场的需求情况，原料存储时间约为 20-30 天，存放在原料仓库内；投资项目将建设原料仓库和辅助材料仓库，以满足投资项目生产的需要。项目建成投产后，项目承办单位物资采购部门根据生产实际需要制定原材料采购计划，掌握原材料的性能、特点，在不影响产品质量的前提下，对项目所需原辅材料合理地选择品种、规格、质量，为企业节约使用原材料降低采购成本。项目产品的贮存为半个月左右的生产量，成品按用户的要求包装，贮存于项目承办单位专用成品贮存设施内。
二、技术管理特点
投资项目项目产品制造质量控制将按 ISO9000 体系标准组织生产，从业务流程与组织结构等方面来确保产品各环节处于受控状态，同时，项目承办单位推行精益生产（JIT、LEAN）、供应商库存管理（VMI）、全面质量管理（TQM）等先进的管理手段和管理技术。在项目产品制造过程中，根据客户需要直接或间接将产品的生产、检验要求转化为公司内部质量控制标准，加强过程控制，确保产品制造质量的稳定。项目承办单位“倡导预防、健康安全、遵纪守法、持续和谐”的质量方针，实现持续改进。
三、项目工艺技术设计方案
（一）工艺技术方案要求
根据投资项目的产品方案，所选用的工艺流程能够满足产品制造的要求，同时，加强员工技术培训，严格质量管理，按照工艺流程技术要求进行操作，提高产品合格率，努力追求项目产品的“零缺陷”，以关键生产工序为质量控制点，确保投资项目产品质量。工艺技术先进性与适用性相结合的原则：项目产品生产技术含量较高而产品质量的稳定性、可靠性却取决于其生产技术及采用工艺是否先进；为适应市场竞争要求，根据项目项目产品生产纲领、生产特性并结合项目承办单位的自身条件，本着高起点、高效率的设计原则，采用先进、可靠、适用技术，制订合理、简捷、科学先进的生产工艺，确保产品质量稳定可靠。建立完善柔性生产模式；投资项目产品具有客户需求多样化、产品个性差异化的特点，因此，项目产品规格品种多样，单批生产数量较小，多品种、小批量的制造特点直接影响生产效率、生产成本及交付周期；项目承办单位将建设先进的柔性制造生产线，并将柔性制造技术广泛应用到产品制造各个环节，可以在照顾到客户个性化要求的同时不牺牲生产规模优势和质量控制水平，同时，降低故障率、提高性价比，使产品性能和质量达到国内领先、国际先进水平。
（二）项目技术优势分析
技术含量和自动化水平较高，处于国内先进水平，在产品质量水平上相对其他生产技术性能费用比优越，结构合理、占地面积小、功能齐全、运行费用低、使用寿命长；在工艺水平上该技术能够保证产品质量高稳定性、提高资源利用率和节能降耗水平；根据初步测算，利用该技术生产产
品，可提高原料利用率和用电效率，在装备水平上，该技术使用的设备自动控制程度和性能可靠性相对较高。
四、设备选型方案
项目拟选购国内先进的关键工艺设备和国内外先进的检测设备，预计购置安装主要设备共计 97 台（套），设备购置费 1594.27 万元。
第八章
环境保护概述
要大力度推进绿色变革。深入供给侧结构性改革，克服改革阵痛，切实补齐工业结构偏重、资源环境约束偏紧、单位产出能耗和资源消耗水平偏高等三块短板，推进绿色低碳循环发展；充分利用科教资源，大力推进创新创业，重点培育绿色发展新动能；加强生态文明机制建设，健全生态补偿机制，加大环境督查力度，严格执行生态环境损害责任终身追究制。当前，我国经济已由高速增长转向高质量发展阶段，迫切要求建设现代化经济体系，提高供给体系质量。《中国制造 2025》明确提出绿色发展，要求坚持把可持续发展作为建设制造强国的重要着力点，提高资源回收利用效率，构建绿色制造体系，实施绿色制造工程，全面推行绿色制造，推进资源高效循环利用，力争到 2020 年工业固体废物综合利用率达到 73%。先进适用清洁生产技术工艺及装备基本普及，钢铁、水泥、造纸等重点行业清洁生产水平显著提高，工业二氧化硫、氮氧化物、化学需氧量和氨氮排放量明显下降，高风险污染物排放大幅削减。
一、建设区域环境质量现状
项目建设区域 CODcr、BOD5、氨氮值浓度均不超标，CODcr 质量指数在0.43-0.50 之间，BOD5 质量指数在 0.29-0.32 之间，氨氮质量指数在 0.26-0.27 之间，硫化物未检出，由此可见，项目建设区域地表水环境质量标准执行《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ类标准。投资项目拟建区
域范围内土壤中 pH、Zn、Cr 等指标均达到了《土壤环境质量标准》（GB15618）中的Ⅱ级标准要求，土壤环境现状质量较好。
二、建设期环境保护
（一）建设期大气环境影响防治对策
对施工现场实行科学化管理，使砂石料统一堆放，水泥应设置专门库房堆存，并尽量减少搬运环节，搬运时做到轻拿轻放，防止包装袋破裂。避免大风天气作业；应避免在大风天气状况下进行水泥、散砂等建筑材料的装卸作业，不要在大风天气开挖地面，减少大风造成的施工扬尘。对施工现场实行科学化管理，使砂石料统一堆放，水泥应设置专门库房堆存，并尽量减少搬运环节，搬运时做到轻拿轻放，防止包装袋破裂。避免大风天气作业；应避免在大风天气状况下进行水泥、散砂等建筑材料的装卸作业，不要在大风天气开挖地面，减少大风造成的施工扬尘。
（二）建设期噪声环境影响防治对策
在高噪声设备周围设置掩蔽物；通过场界设置临时隔声屏障和选用低噪音施工机械等有效措施后，使施工现场噪音满足（GB12523）《建筑施工场界噪声标准限值》的要求，即昼间≤60.00dB（A）、夜间≤50.00dB（A），从而减少施工噪音对周围居民的影响。项目建设期噪声污染是影响环境的主要问题，投资项目噪声源来自各种施工机械产生的噪音，根据调查可知，项目建设期间其噪声主要来源于打桩机、吊车、装载机、电锯、空压机、混凝土搅拌机、砸夯机、推土机、挖掘机等建筑机械和车辆运输的交通噪声；不同施工机械噪声强度相差很大，重型和中型载重车辆在加速下的噪声级范围分别可达 88.00dB（A）-93.00dB（A）和 82.00dB（A）-90.00dB（A），打桩机的噪声级范围可达 95.00dB（A）-105.00dB（A），施工中机械设备产生的噪声最大值约为 110.00dB（A），特别是夜间施工时影响更为严重；根据类比调查和现场资料分析，确定投资项目建设期主要施工设备产噪声级（源强）。施工过程中各种运输车辆的运行还将会引起敏感点噪声级的增加，因此，应加强对运输车辆的管理，尽量压缩建设区域汽车数量和行车密度，同时，加强控制汽车鸣笛等措施。
（三）建设期水环境影响防治对策
施工废水：建设期废水污染源主要有施工区域地面清洗和施工机械、建材冲洗产生的废水；各种施工机械设备运转的冷却水及洗涤用水和施工现场清洗石料等建材的洗涤、混凝土养护、设备水压试验等产生的废水，含有一定量的油污和泥砂，主要污染物为 SS。施工单位应设置临时厕所等生活设施；施工人员生活所产生的少量生活废水，主要污染物是：COD、氨氮、SS 等，生活废水经临时化粪池处理，达到《污水综合排放标准》（GB8978）Ⅱ级标准后排入附近的水体，对受纳水体的水质影响较小。
（四）建设期固体废弃物环境影响防治对策
土建施工是引起水土流失的主要工程因素，在施工过程中，土壤暴露在雨、风和其他干扰之中，泥土转运、装卸、作业过程中的临时堆放，都可能出现散落和水土流失；同时，施工中土壤结构会受到破坏，土壤抵抗
侵蚀的能力将会大大减弱，在暴雨中由于降雨所发生的土壤侵蚀，将会造成项目建设施工过程中水土流失。施工过程中的水土流失，不但会影响工程进度和工程质量，而且由此产生的泥沙会对场址周围环境产生影响；在施工场地上，雨水径流将以“黄泥水”的形式进入排水沟，“黄泥水”沉积后将会堵塞排水沟及地下排水管网，对场址周围的排水系统产生影响；同时，泥浆水还会夹带施工场地上的水泥等污染物进入水体，造成受纳水体的污染。
（五）建设期生态环境保护措施
进出施工区的道路先期进行硬化，并在干燥多风天气条件时对路面适当洒水降尘，减少因车辆运输时产生的扬尘污染。绿化不仅能够改善和美化场区环境，而且植物叶茎还能阻滞和吸收大气中的一氧化碳、二氧化硫等有害物质，树木树冠能够阻挡、过滤吸附大气中的粉尘，吸收并减弱噪声声能，草地的茎叶可以固定地面尘土飞扬；而且，认真做好绿化工作，对于防止水土流失具有良好效果。
三、运营期环境保护
（一）运营期废水影响分析及防治对策
投资项目正常经营所产生的生活和办公废水主要有：食堂餐饮废水、工作人员和来往人员生活废水、卫生间污水等，主要污染因子 CODcr、SS、氨氮、动植物油等；根据检测，项目实际运营中办公及生活废水中污染物
排放指标 CODcr 约 620.00mg/L，SS 约 500.00mg/L，氨氮约 35.00mg/L，BOD5 约 200.00mg/L。
（二）运营期废气影响分析及防治对策
集气系统和强力排风（换气）系统均采用国家规范设计产品，安装集气罩及排风管道，强力排风换气可使主体工程换气次数达到 35.00 次/小时以上，从而保持车间内空气清新。经过回收装置的处理，对外排出的废气已不会造成环境影响，达到《车间空气中有害物质的最高容许浓度》（TJ36）的标准要求；通过强力换气装置及强力排风系统处理后高空达标排放，符合《大气污染物综合排放标准》（GB16297）标准中Ⅱ级要求限值。机械加工的磨床、砂轮机及清理机等设备工作时将产生金属粉尘，通过设备自带的除尘装置进行粉尘过滤后经排气筒引至室外排放；机械加工所用车、钻、铣床工作时产生烟尘，采用排风罩收集产生的粉尘，然后通过除尘排风系统过滤后引至室外排放。
（三）运营期噪声影响分析及防治对策
四、项目建 设对区域经济的影响
项目的实施，相应的供水、供电、燃气、电信、道路、商业金融等配套基础设施会不断完善，医疗卫生水平不断提高，区域的经济发展水平会明显提升，项目建设区域内和周边的居民的经济收入会明显提高，居民社会文化娱乐生活会得到丰富，综合生活质量会得到提高，表现为长期的有
陶瓷基板 篇3
氮化铝(AlN)陶瓷作为一种典型的高温共烧陶瓷,是一种新型的高导热基板和封装材料,具有高热导率、低热膨胀系数、低介电常数和低介质损耗、高机械强度等特点。AlN多层基板加工流程与低温共烧陶瓷(LTCC)[5,6,7,8]类似,由生瓷片经过打孔、填充、印刷、层压、切割、共烧和镀涂等工艺加工而成。
相比于LTCC技术,HTCC技术如AlN具有更高的热导率(AlN约为170 W/m·K,LTCC约为3 W/m·K)和更高的机械强度,广泛应用于高功率电子领域。AlN多层陶瓷技术能够实现电性能、热性能和机械性能的优化设计,能够满足器件、模块和组件的高功率、高密度、小型化和高可靠要求。
为设计高性能的微波组件,需对多层基板的各种转换电路和互连进行研究。本文研究了基于HTCC技术的多层基板内部多种传输线结构的垂直转换电路及基板间立体互连电路。所有电路都是由三维电磁仿真软件HFSS设计优化完成,并将加工实物与仿真结果进行对比。结果表明,提出的多种转换电路在18 GHz范围内能满足微波组件的应用。
1 基板内三维互连
因HTCC AlN基板中内层金属为钨,损耗较大,应尽量减少垂直过孔穿层层数。研究中首先分析了共面波导-带线、共面波导-共面波导6层垂直过渡的结构形式。两种过渡形式均由基板的一面通过过孔背穿到另一面,仿真模型、测试结果及实物如图1～图3所示。由图2的测试结果可知,在2～18 GHz的范围内,这两种垂直过渡形式插损基本<1 dB,驻波<1.8。
在组件实际应用中,考虑到电磁兼容问题,经常会用到带线这种传输线形式,而在互连端口为测试方便,常采用微带或共面波导形式,这就涉及到微带或共面波导到带线的垂直过渡,图4～图6给出了两种过渡形式的仿真模型、测试结果及测试夹具实物图。为方便测试,带线输出端经共面波导转换输出,其中共面波导、微带为2层结构,带线为6层结构,AlN基板共8层。测试中为验证夹具的影响,对比了探针台测试和带夹具测试的结果。由图5可知,在2～18 GHz范围内,插损基本<1.3 dB,驻波在14 GHz以内<1.5,18 GHz以内<2,夹具会引入0.3～0.5 dB插损,同时会恶化驻波。
仿真中,为匹配过孔穿层的影响,需对垂直过渡电路进行优化。
图7给出了垂直过渡电路的大致模型,当过孔由上层过渡到下层时,会有一段附加的垂直传输线,该段传输线可以等效为电感,其值近似为[9]
式中,Δl为垂直连接线的长度;v为自由空间的波速;γ为欧拉常数;w为微带线宽度;εr为微带线等效介电参数。这个电感与微带线原有的电感串联,导致在过渡段微带线的总电感增加到
L=L0+ΔL (2)
这样如果不加补偿,该过渡段微带线的特性阻抗变为
而过渡段外微带线的特性阻抗仍然是
这样两边阻抗不同引起了反射.为此需要引入补偿电容ΔC使得过渡段的特性阻抗仍然保持在Z0,即令
因此补偿电容值应为
在结构上,在垂直通孔与传输线的连接处的圆盘状导体提供了所需的补偿电容,同时,圆盘状导体的引入会改变传输线的阻抗,需引入额外的阻抗匹配枝节进行匹配,从而减小垂直穿层的影响。仿真中主要优化圆盘及过渡枝节的尺寸,从而得到最优的过渡结构。
2 基板间三维互连
除AlN基板内部的垂直互连外,在实际组件应用中,还会遇到基板间立体互连的情况。本研究通过仿真验证球状栅列(BGA)[10]焊球实现基板间三维立体互连的形式,提升三维设计能力。
图8～图10给出了两块AlN基板(均6层)通过BGA立体互连的仿真模型、测试夹具及测试结果。下层AlN基板内部带线通过过孔过渡到基板表面,表面焊盘通过BGA焊球直接与上层AlN基板底面焊盘相连。为方便实物测试,带线输出端口均通过共面波导过渡输出。由图可知,该过渡模型在14 GHz范围内,插损<1 dB,驻波<1.5。频率增大时,驻波有所恶化,最大约为1.8。通过上述BGA过渡方式的研究,验证了BGA三维立体互连的可行性。
3 结束语
介绍了基于HTCC多层基板的三维互连技术,包括基板内部垂直互连和基板间立体互连。通过对过渡结构进行理论分析,利用三维电磁仿真软件优化设计,得到各种过渡形式的最佳结构,并加工实物予以验证。测试结果表明,在18 GHz范围内,所提出的各种过渡结构插损基本<1 dB,驻波<1.5,均能很好地应用于三维集成组件设计中。
摘要：基于高温共烧陶瓷技术的多层基板是实现组件小型化、轻量化、高可靠的有效手段。文中研究了基于HTCC技术的多层基板三维立体互连结构,包括基板内垂直转换及基板间立体互连。通过仿真优化设计,实测结果表明,文中所设计的多种结构能够有效地应用于组件三维互连中。
关键词：高温共烧陶瓷,垂直转换,三维互连
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陶瓷基板 篇4
多层陶瓷电容器 (MLCC) 广泛应用于各种电子产品领域, 影响MLCC性能的关键是陶瓷介质材料[1,2,3,4,5]。Ba Ti O3 (BT, 下同) 基材料具有高介电常数、低介质损耗和良好的绝缘性能, 作为钙钛矿类化合物的典型代表, 广泛用于制造高介多层电容器、传感器和敏感元件等[6,7,8]。为了进一步提高BT陶瓷的介电性能, 稀土掺杂改性引起来研究者的广泛关注, 其中La元素的加入可显著改善陶瓷的性能[9]。同时也研究了制备工艺对陶瓷性能的影响[10,11]。
利用流延成型制备电容器陶瓷是由Howatt首先提出的[10], 该方法具有可连续操作性、生产效率高、工艺稳定、坯体性能稳定等一系列优点, 因此被广泛用于陶瓷材料的成型。流延技术的应用给电子设备和电子元件的微型化和集成化提供了广阔的前景[11,12], 成为生产MLCC的主要方法。
随着国内电子产业的飞速发展, 对电子陶瓷的需求量也越来越大, 但是就目前国内市场的生产而言, 主要还是依靠进口生瓷带来满足生产的需要。所以研究陶瓷基板的制备的是很有必要的。
本文通过流延成型法制备BT掺杂氧化镧陶瓷生瓷带, 探索浆料粘度、刮刀高度、流延速度及干燥温度对对制备过程的影响, 并观察烧结后的组织结构, 为La掺杂改性提供理论依据。
1 陶瓷基板的制备
1.1 陶瓷粉体及流延浆料的制备
实验所用粉体为购买的商业粉体, 然后经过后期加工得到的。其中Ba Ti O3、La2O3的生产厂家分别为上海阿拉丁试剂有限公司和上海国药集团化学试剂有限公司。称取一定量的, 按质量分数分别为0%、1%、2%、3%、4%、5%的量加入到Ba Ti O3中, 分别记为B0、B1、B2、B3、B4、B5。将加入La2O3的粉体放入加了去离子水和氧化锆球的尼龙球磨罐中, 以行星式球磨机400转/min, 球磨10 h, 混合均匀, 然后放入干燥箱200℃烘干。烘干的粉体于高温煅烧炉中1160℃煅烧2 h, 煅烧之后经二次球磨得到粒径为5微米左右的陶瓷粉体。
在粉体中加入一定比例的溶剂 (酒精∶丁酮=3∶1) 和分散剂 (蓖麻油) 超声分散十分钟后, 以400转/min的速度一次球磨45 min;然后加入一定量粘结剂 (聚乙烯醇缩丁醛) 和增塑剂 (邻苯二甲酸二丁酯) 进行超声分散和二次球磨;球磨完成后, 用200目的筛网将浆料过滤, 装入烧杯中, 加入除泡剂 (正丁醇∶乙二醇=1∶1) , 在自制的真空除泡装置中磁力搅拌30 min, 得到流延浆料。
1.2 生瓷带的制备
实验采用斯洛维利亚生产的流延机 (CAMC-255, KEKO公司) 。流延成型以PET膜为承载膜, 调整流延速度、刮刀高度、干燥温度制备生瓷带。用裁膜机将生瓷带裁剪成一定大小后, 利用叠层机 (SM-1, KEKO公司, 塞尔维亚) 叠层, 热水均压机 (CH850, 宏基精密科技股份有限公司, 中国) 压制, 得到预制生瓷片。
1.3 陶瓷基板 (熟瓷片) 的制备
实验采用脱脂、烧结一步完成, 即于500℃保温两小时进行脱脂处理后, 继续升温进行烧结。脱脂与烧结过程的升温速度不同, 脱脂阶段分别采用了1℃/min、2℃/min、3℃/min的升温速度;烧结过程的升温速度分别为2℃/min、3℃/min、4℃/min。
2 结果与分析
2.1 浆料粘度对流延成型的影响
分别按B0、B1、B2、B3、B4、B5粉体制备了不同粘度的浆料, 浆料粘度见表1。不同粘度的浆料流延出来的生瓷带表面都比较平整更光滑, 浆料的粘度低于6.0 Pa·S时, 得到的生瓷带没有气泡和明显缺陷;粘度超过6.0 Pa·S时, 流延过程中会出现气泡, 在干燥结束后会有少量的孔洞。可能因为浆料粘度大, 导致在除泡过程中, 气泡无法完全从浆料中排出;也可能是因为浆料放置了一段时间, 溶剂挥发产生的气泡无法排除而造成的。
2.2 刮刀高度对流延成型的影响
为得到不同厚度的生瓷带, 分别设置200μm、300μm、400μm、500μm的刮刀高度, 得到的生瓷带厚度分别为50μm、90μm、120μm、140μm, 继续增加刮刀高度, 生瓷带厚度基本没有变化。
2.3 流延速度及干燥温度对流延成型的影响
流延过程中, 分别采用0.7 m/min、0.5 m/min、0.3 m/min的速度流延。起始阶段, 不同速度得到的生瓷带表面平整光滑, 但流延速度超过0.5 m/min时, 由于生瓷带在各个干燥区间停留时间短而造成生瓷带干燥不完全, 在卷起之后, 会与PET膜粘结, 而导致生瓷带表面起皱。如图1 (a) 、 (b) 所示。
实验所用流延机的干燥系统有5个温区, 调整各个温区温度, 使干燥的平均温度分别为30℃、40℃、50℃。结果表明, 在生瓷带完全干燥的前提下, 当干燥温度超过40℃时, 生瓷带会发生开裂现象。如图1 (c) 所示。当干燥温度超过40℃, 生瓷带内部溶剂的挥发速度比表面的挥发慢, 而导致表面过早硬化, 造成开裂现象的产生[13]。
综上所述, 当浆料粘度低于6.0 Pa·S、刮刀高度控制在400μm左右、流延速度小于0.5 m/min、干燥温度低于40℃时, 可以得到表面光滑、无明显缺陷的生瓷带。
2.4 脱脂和烧结工艺对陶瓷基板的影响
当脱脂过程的升温速度为3℃/min时, 陶瓷开裂现象比较严重;2℃/min时, 有少量的开裂现象;1℃/min时, 陶瓷表明平整无开裂翘曲现象。烧结过程的升温速度为4℃/min时, 陶瓷出现翘曲, 并有少量的开裂;减缓升温速度, 可以得到表面平整无明细缺陷的陶瓷基板。脱脂过程是有机物挥发的过程, 因为流延法制造的生瓷带有机物含量相对较高, 所以脱脂过程要缓慢进行, 防止有机物挥发过快而造成开裂。烧结过程中, 有一个应力释放的过程, 所以升温速度也不能太快, 否则会有翘曲、开裂现象的产生。
2.5 陶瓷基板的结构组织分析
2.5.1 陶瓷烧结后的XRD分析
经烧结后的陶瓷衍射结果如图2所示, 图中由下往上分别对应B0、B1、B2、B3、B4、B5。由图可以看出, 在加入La2O3之后, 没有新的衍射峰出现, 但在2θ≈38°、45°、65°附近的三个晶面的衍射峰发生了分裂, 说明Ba Ti O3的晶体结构发生了变化。经与标准卡片比对后, 发现在未加入La2O3之前, Ba Ti O3为立方结构, 如B0的衍射峰所示。在加入氧化镧之后, 衍射峰在2θ=45°左右发生分裂, 特征峰向高角度方向偏移。由四方率效应[13], 即2θ=45°处的 (200) 和 (002) 晶面衍射峰决定Ba Ti O3的四方率可知, 加入La2O3之后, Ba Ti O3的晶体结构转变为四方结构。
2.5.2 熟瓷片的微观组织观察
由图可以看出随掺杂量La2O3的增加, 陶瓷的空隙量明显增多。在用阿基米德法测得密度过程中发现陶瓷的密度也是随掺杂量的增加而减小, 与上述结果吻合。密度结果见表2, 由表2可以看出, 随La2O3掺杂量的增加, 样品密度呈下降趋势。产生这个结果可能是因为La2O3在Ba Ti O3表面吸附并长大, 产生了空隙, 阻碍了陶瓷的致密化。
图3为各组样品烧结后的SEM照片。从图f可以看到加入5%La2O3之后, 陶瓷颗粒周围生长出了小柱状的颗粒。通过能谱分析, 小柱状颗粒为La富集的区域, 如图3所示。在图b—图e也可以看见有小颗粒吸附在陶瓷颗粒周围, 但没有向外生长的趋势, 即随La2O3掺杂量的增加, La2O3在Ba Ti O3中无法完全固溶, 所以析出到Ba Ti O3颗粒表面, 当含量达到一定程度, 在烧结过程中, 在Ba Ti O3颗粒表面向外生长。
图4的能谱结果分别对应图3-f中的A、B两点。由能谱结果, 可以看出La主要出现在颗粒间隙生长的小柱状颗粒中, 而没有明显固溶到陶瓷颗粒中。对比图4a、b, 在a图中含有Ba、Ti、O元素外, 还有La元素的出现;而在b图中, 只有Ba、Ti、O三种元素, 无La元素。通过与纯La2O3粒度与形貌比较得知, 图3-f中生长出的小颗粒与原La2O3的粒径和形貌较大差别, 可能为La2O3在烧结过程中在晶界处富集长大造成的。
3 结论
(1) 浆料粘度控制在10.0 Pa·S以下、流延速度控制在0.3 m/min左右、干燥温度控制在40℃以下, 可以得到表面光滑、无明显流延缺陷的生瓷带。在脱脂和烧结过程中, 采用缓慢的升温速度, 可以防止陶瓷基板的开裂和翘曲。
(2) La2O3的加入没有在Ba Ti O3中产生新的衍射峰, 但其晶体结构由立方相转变成了四方相。
(3) La2O3在烧结过程中在晶界处富集, 并吸附在Ba Ti O3颗粒上, 随掺杂量的增加, 有向四周长大的趋势, 增加陶瓷颗粒之间的间隙, 导致陶瓷的致密度变差。
摘要：利用流延法获得BaTiO3-La2O3陶瓷薄膜, 经过烧结得到陶瓷基板。分别研究了浆料粘度、刮刀高度、流延速度及干燥温度对流延成型的影响。利用X射线衍射仪 (XRD) 、扫描电子显微镜 (SEM) 分析了BaTiO3-La2O3陶瓷的相结构、显微组织。结果表明, La2O3加入之后, 没有产生新相, 但BaTiO3晶体结构由立方变为了四方;La2O3附着在BaTiO3颗粒上, 并随掺杂量的增加延四周生长。