低温共烧陶瓷基板

Semiconductor Technology Vol. 29 No. 3March 2004

41１　引言随着半导体ＩＣ芯片集成化、速度和功率的日益提高，以及电子整机向小、轻、薄方向发展，对与之相适应的高密度电路基板的要求也越来越高。过去采用高温共烧技术制成的多层陶瓷基板，由于布线导体材料必须是诸如钨、锰等高熔点金属，不仅电阻大，性能差，而且成本高，很难推广应用。而ＡｌＮ／ｇｌａｓｓ复合材料的烧结温度可控制在１０００℃以内，从而使得和高导电银的共烧成为可能。本文将研究以银为共烧布线材料，采用丝网印刷金属化图形，流延制备ＡｌＮ／ｇｌａｓｓ复合材料坯片，来实现低温共烧。２　实验过程银基多层氮化铝陶瓷基板低温共烧的工艺研究

戎瑞芬，汪荣昌，顾志光（复旦大学材料科学系，　上海　２００４３３）摘要：从低温共烧的工艺角度来研究氮化铝坯片和银浆的排胶，从而确立排胶的温度及烧结气氛的控制。结果表明，二次排胶法与在氮气气氛中加入微量氧进行烧结，获得了综合性能优良的银布线多层陶瓷基板。关键词：氮化铝；银浆；排胶；低温共烧中图分类号：ＴＮ４０５；ＴＢ３５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３－３５３Ｘ（２００４）０３－００４１－０３Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　ＬＴＣＣ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｓｉｌｖｅｒ－ｂａｓｅｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ　ＡｌＮ　ｃｅｒａｍｉｃ　ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓＲＯＮＧ　Ｒｕｉ－ｆｅｎ，　ＷＡＮＧ　Ｒｏｎｇ－ｃｈａｎｇ，　ＧＵ　Ｚｈｉ－ｇｕａｎｇ，（　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，　Ｆｕｄａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，　Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００４３３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＡｌＮ　ｇｒｅｅｎ　ｔａｐｅ　ａｎｄ　Ａｇ　ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　ｐａｓｔｅｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ＬＴＣＣ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　ａｎｄ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅｅｖａｃｕａｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｃｏｆｉｒｉｎｇ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．　Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅｂｅｓｔ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｓｉｌｖｅｒ　ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ　ＡｌＮ　ｃｅｒａｍｉｃ　ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ　ｃａｎ　ｂｅｅｎａｃｈｉｅｖｅｄ　ｂｙ　ｔｗｏ－ｓｔｅｐ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｃｏｆｉｒｅ　ｔｈｅ　ｓｕｂｓｔｒａｔｅ　ｕｓｉｎｇ　ｍｉｘｅｄａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ　ｇａｓｅｓ　ｏｆ　ｎｉｔｒｉｄｅ　ａｎｄ　ｍｉｃｒｏ　ｆｒａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｏｘｉｄｅ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ： ＡｌＮ；Ａｇ　ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　ｐａｓｔｅ；ｖｅｈｉｃｌｅ　ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ；ＬＴＣＣ

TLCC低温共烧陶瓷技术

TLCC（Low Temperature Co-Fire Ceramic，低温共烧陶瓷）技术是一种新型的封装技术，能够在较低温度下将多种材料烧结成无机玻璃陶瓷材料，广泛应用于电子封装领域。本文将详细介绍TLCC低温共烧陶瓷技术的原理、优势以及应用情况。

TLCC技术的原理是通过精细调控材料组分、颗粒粒径以及烧结工艺参数，使得多种材料在较低的温度下形成致密的陶瓷结构。与传统的高温共烧陶瓷相比，TLCC技术所需的烧结温度通常在800℃至900℃之间，大大降低了生产成本，减少了能源消耗。此外，TLCC技术还可以实现材料的精确控制和微结构优化，提高材料的性能和可靠性。

与传统封装材料相比，TLCC低温共烧陶瓷具有诸多优势。首先，由于TLCC技术采用了较低的烧结温度，相较于传统材料，减少了对封装部件的热应力，因此可以避免由于温度差异导致的材料失效和封装失效的问题。其次，TLCC材料具有较高的绝缘性能和良好的耐腐蚀性，可以有效防止电气短路和电子元器件的损坏。此外，TLCC技术还具有良好的阻尼性能和耐高温性能，适应了封装材料在各种复杂环境下的应用需求。

在实际应用中，TLCC低温共烧陶瓷技术已经得到了广泛的应用。在电子封装领域，TLCC材料可以用于制造高密度集成电路（HDI）、三维封装（3D Packaging）、电子陶瓷模块等等。在航空、航天、汽车、通信等高可靠性领域，TLCC材料的低介电常数和低衰减特性使得其成为理想的射频和微波应用封装材料。此外，由于TLCC材料具有良好的阻尼性能，可用于制作振动传感器和微机电系统（MEMS）等高度灵敏的传感器。 总之，TLCC低温共烧陶瓷技术作为一种新型的封装技术，在电子封装领域具有广阔的应用前景。其具有烧结温度低、材料性能稳定、制造工艺简单、成本低等优点，可以满足高密度集成、高频射频和高可靠性等应用的需求。随着科技的不断发展，TLCC技术将进一步改善和发展，为电子封装领域的创新和发展做出更大的贡献。

TLCC低温共烧陶瓷技术资料讲解

TLCC（Transfer Low Co-fire Ceramic）低温共烧陶瓷技术是一种将不同材料（例如绝缘体、导体、磁体等）在低温下焙烧成一体的技术。它具有结构复杂、加工精细、性能稳定等优点，被广泛应用于电子、通信、医疗、汽车、航空航天等领域。下面将对TLCC低温共烧陶瓷技术进行详细讲解。

首先，TLCC低温共烧陶瓷技术的基本原理是将不同材料在低温下共同焙烧，使得它们相互粘结成一体。这种技术主要应用于多层陶瓷电路板（MLCC）的制备过程中，能够同时在同一基片上实现多种性能的器件的集成制备。其具体工艺流程主要包括导体制备、绝缘体制备、导体与绝缘体层间融合等步骤。

其次，TLCC低温共烧陶瓷技术相比于传统的烧结工艺具有很多优势。首先是低烧结温度，一般在800-1100°C之间，远低于传统的烧结温度。这使得TLCC技术可以在室温下组装敏感器件和半导体元件，避免了高温烧结对元器件的热损伤。其次是高加工精度，通过采用微细粉体和高分辨率合模技术，可以实现器件的微观结构和复杂阵列的精确制备。此外，由于TLCC技术的烧结温度低，使得各种不同材料的共烧成型成为可能，实现了多种性能器件的集成制备。

TLCC低温共烧陶瓷技术在电子、通信、医疗等领域有着广泛的应用。在电子领域，TLCC技术可以用于制备高频电感器、滤波器、天线等器件，具有小尺寸、高品质因子、低损耗等优势。在通信领域，TLCC技术可以用于制备微波集成电路、光通信器件等，具有高可靠性、低成本等优势。在医疗领域，TLCC技术可以用于制备生化传感器、人工耳蜗等医疗器械，具有生物相容性好、稳定性高等优势。 总之，TLCC低温共烧陶瓷技术是一种将不同材料在低烧结温度下共同焙烧成一体的技术。其具有结构复杂、加工精细、性能稳定等优点，并在电子、通信、医疗等领域有着广泛的应用。随着技术的不断发展完善，TLCC技术将在更多领域发挥重要作用。

低温共烧陶瓷（LTCC)材料简介及其应用

电子科技大学微电子与固体电子学院

张一鸣 22

一、简介

所谓低温共烧陶瓷（Low-temperature cofired ceramics, LTCC）技术，就是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确且致密的生瓷带，作为电路基板材料，在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需要的电路图形，并将多个无源元件埋入其中，然后叠压在一起，在900℃烧结，制成三维电路网络的无源集成组件，也可制成内置无源元件的三维电路基板，在其表面可以贴装IC和有源器件，制成无源/有源集成的功能模块。总之，利用这种技术可以成功制造出各种高技术LTCC产品。多个不同类型、不同性能的无源元件集成在一个封装内有多种办法，主要有低温共烧陶瓷（LTCC）技术、薄膜技术、硅半导体技术、多层电路板技术等。目前LTCC技术是无源集成的主流技术。LTCC整合型组件包括各种基板承载或内埋式主动或被动组件产品，整合型组件产品项目包含零组件、基板与模块。

二、LTCC技术特点

LTCC与其他多层基板技术相比较，具有以下特点：

1.易于实现更多布线层数，提高组装密度；

2.易于内埋置元器件，提高组装密度，实现多功能；

3.便于基板烧成前对每一层布线和互联通孔进行质量检查，有利于提高多层基板的成品率和质量，缩短生产周期，降低成本；

4.具有良好的高频特性和高速传输特性；

5.易于形成多种结构的空腔，从而可实现性能优良的多功能微波MCM；

6.与薄膜多层布线技术具有良好的兼容性，二者结合可实现更高组装密度和更好性能的混合多层基板和混合型多芯片组件；

7.易于实现多层布线与封装一体化结构，进一步减小体积和重量，提高可靠性；

LTCC工艺流程如图所示。由此可知，采用LTCC工艺制作的多芯片组件具有可实现IC芯片封装，内埋置无源元件及高密度电路组装的功能。

与其他集成技术相比，具有以下特点：

1.根据配料的不同，LTCC材料的介电常数可以在很大范围内变动，增加了电路设计的灵活性；