低温共烧技术介绍
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LTCC技术参数手册LTCC技术参数手册1、引言1.1 本手册旨在介绍和详细描述LTCC(低温共烧陶瓷)技术的参数。
1.2 LTCC是一种先进的封装技术,广泛应用于微电子器件以及高频和高温应用中。
2、LTCC基本原理2.1 LTCC工艺简介2.1.1 LTCC工艺的特点和优势2.1.2 LTCC工艺的基本步骤2.2 LTCC材料2.2.1 LTCC材料组成和特性2.2.2 选择合适的LTCC材料的考虑因素3、LTCC技术参数3.1 LTCC封装参数3.1.1 封装器件尺寸要求3.1.2 管脚和引脚要求3.1.3 外部连接要求3.2 LTCC电气参数3.2.1 电阻和电导率要求3.2.2 介电常数和介质损耗要求 3.3 LTCC热学参数3.3.1 热传导系数要求3.3.2 热膨胀系数和热稳定性要求 3.4 LTCC机械参数3.4.1 弯曲强度要求3.4.2 硬度和耐磨性要求3.4.3 表面粗糙度要求3.5 LTCC可靠性参数3.5.1 温度循环和湿热循环要求3.5.2 振动和冲击要求4、附件4.1 LTCC技术规范书4.2 LTCC产品样例集4.3 LTCC相关技术报告5、法律名词及注释5.1 LTCC: 低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic)技术5.2 封装器件尺寸要求: LTCC封装中关于器件尺寸的规定5.3 管脚和引脚要求: LTCC封装中关于管脚和引脚的要求5.4 电阻和电导率要求: LTCC材料的电阻和电导率的指标5.5 介电常数和介质损耗要求: LTCC材料的介电常数和介质损耗的指标5.6 热传导系数要求: LTCC材料的热传导系数的指标5.7 热膨胀系数和热稳定性要求: LTCC材料的热膨胀系数和热稳定性的指标5.8弯曲强度要求: LTCC材料的弯曲强度的指标5.9硬度和耐磨性要求: LTCC材料的硬度和耐磨性的指标5.10 表面粗糙度要求: LTCC材料的表面粗糙度的指标5.11 温度循环和湿热循环要求: LTCC器件的温度循环和湿热循环的要求5.12 振动和冲击要求: LTCC器件的振动和冲击的要求。
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什么是LTCC?LTCC英文全称Low temperature cofired ceramic,低温共烧陶瓷技术。
低温共烧陶瓷技术(LTCC:low temperature cofired ceramic)是一种将未烧结的流延陶瓷材料叠层在一起而制成的多层电路,内有印制互联导体、元件和电路,并将该结构烧结成一个集成式陶瓷多层材料。
LTTC利用常规的厚膜介质材料流延,而不是丝网印制介质浆料。
生瓷带切成大小合适的尺寸,打出对准孔和内腔,互连通孔采用激光打孔或者机械钻孔形成。
将导体连同所需要的电阻器、电容器和电感器网印或者光刻到各层陶瓷片上。
然后各层陶瓷片对准、叠层并在850摄氏度下共烧。
利用现有的厚膜电路生产技术装配基板和进行表面安装。
设计传输零点是因目前有很多无线系统的应用,而每个系统所使用的频带非常接近,很容易造成彼此间的干扰,因此可借助于设计传输零点来降低系统之间的干扰。
该电路可以合成出大电容与小电感。
Cs约为PF量级,Ls约为0.1 nH量级,因此较适合用于低温共烧陶瓷基板。
随着微电子信息技术的迅猛发展,电子整机在小型化、便携式、多功能、数字化及高可靠性、高性能方面的需求,对元器件的小型化、集成化以至模块化要求愈来愈迫切。
有人曾夸张地预言,以后的电子工业将简化为装配工业——把各种功能模块组装在一起即可。
低温共烧陶瓷技术(low temperature cofired ceramic LTCC)是近年来兴起的一种相当令人瞩目的多学科交叉的整合组件技术,以其优异的电子、机械、热力特性已成为未来电子元件集成化、模组化的首选方式,广泛用于基板、封装及微波器件等领域。
TEK的调查资料显示,2004~2007年间全球LTCC市场产值呈现快速成长趋势。
表1给出过去几年全球LTCC市场产值增长情况。
LTCC技术最早由美国开始发展,初期应用于军用产品,后来欧洲厂商将其引入车用市场,而后再由日本厂商将其应用于资讯产品中。
低温共烧陶瓷材料
低温共烧陶瓷材料是指在较低的温度下进行共烧的陶瓷材料。
共烧是指将多种原料一起烧结形成陶瓷材料。
低温共烧陶瓷材料的烧制温度一般在800-1100摄氏度之间,
相对于传统陶瓷材料的高温烧制来说,低温共烧陶瓷材料具有以下优势:
1. 节能:低温烧制需要较低的能量,相对于高温烧制可以节约能源消耗。
2. 环保:低温共烧陶瓷材料烧制过程中排放的污染物较少,对环境的影响较小。
3. 技术简单:低温共烧陶瓷材料的工艺相对简单,生产成本较低。
4. 原料广泛:低温共烧陶瓷材料可以利用多种原料进行烧制,能够充分利用各类资源。
5. 应用广泛:低温共烧陶瓷材料的物理性能可以根据需要进行调控,可以用于制作陶瓷砖、陶瓷饰品、陶瓷器皿等多种产品。
不过,低温共烧陶瓷材料也存在一些问题,比如烧结密度相对较低,力学性能较差等。
因此,在使用时需要根据具体使用要求进行选择。
ltcc的生产工艺LTCC(低温共烧陶瓷)是一种先进的电子封装技术,广泛应用于无线通信、汽车电子、医疗电子等领域。
其生产工艺包括制备原料、材料加工、电路印制、烧结等步骤。
下面为您介绍LTCC的生产工艺。
1.制备原料LTCC的原料主要由陶瓷粉体和有机添加剂组成。
陶瓷粉体包括氧化铝、氧化锆等,用于提高陶瓷材料的绝缘性能和机械强度。
有机添加剂则用于增加粘度、改善可塑性,以便于后续的成型工艺。
2.材料加工将陶瓷粉体和有机添加剂混合均匀后,通过粉碎、球磨等方法进行工艺加工,得到均匀的陶瓷糊料。
接下来,通过压制、注塑等成型工艺,将陶瓷糊料制成所需的形状,如片状、管状等。
3.电路印制在陶瓷基片上印制电路图形,通常使用屏蔽印刷技术。
首先,将陶瓷基片清洗干净,并在其表面涂覆导电金属墨水。
接下来,在陶瓷基片上通过印刷模具进行压印,将电路图形传输到基片上。
然后,通过烘烤过程,将导电墨水固化在基片上,形成导电线路。
4.烧结将印制好的陶瓷基片放入烧结炉中进行烧结过程。
烧结是将陶瓷材料在高温下进行化学反应,使其颗粒结合在一起,形成致密的陶瓷体。
在烧结的过程中,温度梯度和气氛的控制是非常重要的。
温度梯度的合理控制可以减少材料的应力,气氛的控制可以防止材料氧化。
5.成品检验和后续处理烧结后的陶瓷基片需要进行成品检验,包括外观质量检查、尺寸测量、电性能测试等项目。
合格的产品可以进行后续的电子元器件封装工艺。
这包括焊接、薄膜覆盖、气体封装等工艺,以实现对电子元件的保护和连接。
总结LTCC的生产工艺包括制备原料、材料加工、电路印制、烧结和后续处理等步骤。
通过合理的工艺控制和质量检验,可以生产出高品质的LTCC产品。
这种先进的封装技术在电子领域的广泛应用,为电子设备的小型化、高性能化提供了重要的支持。
LTCC腔体及微流道制作技术LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)是一种低温共烧陶瓷技术,它能够在较低的温度下完成器件的制作和连接。
LTCC腔体及微流道制作技术是利用LTCC材料制作微型腔体和微流道的方法。
下面将介绍LTCC腔体及微流道制作技术的工艺流程和主要步骤。
首先是LTCC腔体的制作,主要步骤包括材料选取、骨料混合、成型、烧结和连接。
首先,选择合适的LTCC材料,通常包括陶瓷骨料、玻璃粉和有机物。
然后将这些材料混合,并通过球磨、喷浆等工艺,得到均匀的腔体材料浆料。
接下来,将腔体材料浆料注塑或压片成型,得到所需的腔体形状。
然后,经过干燥和预烧结等工艺,将腔体进行初步烧结。
最后,通过金属化、粘接等工艺,将腔体与其他器件或连接介质进行连接,完成腔体的制作。
接下来是LTCC微流道的制作,与腔体制作类似,也包括材料选取、骨料混合、成型、烧结和连接几个步骤。
首先,选择具有良好流体传导性能的LTCC材料,并添加适量的填料和增长剂,以增加微通道的强度和导热性。
然后将这些材料混合,并通过球磨、喷浆等工艺,得到均匀的微流道材料浆料。
接下来,将微流道材料浆料通过微影技术、光刻或刻蚀等工艺,制作出所需的微流道结构。
然后,经过干燥和预烧结等工艺,将微流道进行初步烧结。
最后,通过金属化、粘接等工艺,将微流道与其他器件或连接介质进行连接,完成微流道的制作。
LTCC腔体及微流道制作技术具有以下优点。
首先,LTCC材料具有良好的耐高温性能和化学稳定性,适用于各种工作环境。
其次,LTCC技术采用低温共烧工艺,不仅节约能源,而且有利于保护器件结构和电性性能。
此外,LTCC技术具有较高的成型精度和加工速度,能够制作复杂形状和细小尺寸的腔体和微流道。
因此,LTCC腔体及微流道制作技术在微型传感器、微流体芯片、高频电路等领域有广泛的应用前景。
综上所述,LTCC腔体及微流道制作技术是利用LTCC材料制作微型腔体和微流道的一种方法。
概念:LTCC低温共烧陶瓷技术是于1982年由休斯公司开发的新型材料技术,它采用厚膜材料,根据预先设计的结构,将电极材料、基板、电子器件等一次性烧成,是一种用于实现高集成度、高性能电路封装技术,普遍应用于多层芯片电路模块化设计中。
工艺流程:从国内外技术的应用领域来看,主要应用于以下几个方面:一、高频无线通讯领域:基于材料具有优异的高频性能,同时还具有低成本、高集成度等特点二、航空、航天工业领域,例如,美国的空间系统制造公司,为满足通讯卫星上控制电路。
产线宽,每层个以上通孔的一组件的电路要求,选用了杜邦公司的材料技术。
三、存储器、驱动器、滤波器、传感器等电子元器件领域可以通过埋植内电容、内电感等形成三维结构,缩小电路体积,提高电性能。
日本太阳诱电公司采用插人应力释放层的方法,研制出了。
规格的片式叠层组合元件。
以LTCC技术制造片式滤波器,陶瓷材料应具备以下几个要求:①烧结温度应低于950℃②介电常数和介电损耗适当,一般要求值越大越好,谐振频率的温度系数应小③陶瓷与内电极材料等无界面反应,扩散小,相互之间共烧要匹配④粉体特性应利于浆料配制和流延成型等。
3.2L TCC技术的主要优点LTCC技术除了在成本和集成封装方面的优势外,在布线线宽和线间距、低阻抗金属化、设计的多样性、器件可靠性及优良的高频性能等方面都具备许多其它基板技术所没有的优点(1)LTCC技术结合了共烧技术和厚膜技术的优点,减少了昂贵、重复的烧结过程,所有电路被叠层热压并一次烧结,印制精度高,多层基板生瓷带可进行逐步检查,方便灵活,有利于生产效率的提高,降低了成本。
(2)LTCC技术可使每一层电路单独设计而不需要很高成本,能使多种电路封装在同一多层结构中,可集成数字、模拟、射频、微波及内埋置无源元件,降低了组装复杂程度。
由于使用嵌入元件而不是线路板上的表面贴装元件,模块尺寸减小20%~40%,系统成本更低。
采用LTCC工艺可实现无源器件的高度集成,减少了表面安装元件的数量,提高了布线密度,减少了引线连接与焊点的数目,提高了电路的可靠性。
LTCC技术简介及其发展现状侯旎璐;汪洋;刘清超【摘要】低温共烧陶瓷(LTCC)是一种在低温条件(低于1 000℃)下将低电阻率的金属导体(如银、铜等)和陶瓷基体材料共同烧结而成的多层结构.LTCC技术最大的特点之一就是其实现了利用不同层来制作3D结构的可能性.随着技术的发展.对电子元器件和组件的性能和功能的要求越来越高,而对于产品的尺寸却要求其越来越小,LTCC技术恰好能满足这两方面的要求,因而其在微电子领域得到了广泛的应用.对LTCC的工艺流程、技术特点、应用领域和市场前景进行了介绍,以期对相关技术人员更加全面地了解LTCC技术有所帮助.【期刊名称】《电子产品可靠性与环境试验》【年(卷),期】2017(035)001【总页数】6页(P50-55)【关键词】低温共烧陶瓷;工艺流程;技术特点;应用领域【作者】侯旎璐;汪洋;刘清超【作者单位】工业和信息化部电子第五研究所华东分所,江苏苏州215011;工业和信息化部电子第五研究所华东分所,江苏苏州215011;工业和信息化部电子第五研究所华东分所,江苏苏州215011【正文语种】中文【中图分类】TN305.94;TQ174.75+6在技术产业化全球密布的今天,人们对电子产品的小型化、便携性的要求越来越高,而通讯、汽车和航天航空等行业对产品性能的多样性、系统的高可靠性的要求也越来越高。
封装尺寸越来越小、电路组装密度和系统稳定性的要求一再提高,这些都让多芯片、元件和电路的模块化和高度集成化成为了必然的趋势和选择。
多芯片模块化的结构不仅有利于系统的小型化,从而提高整体的组装密度,而且为系统的高可靠性提供了重要的保障。
目前,集成封装的技术主要包括薄膜技术、硅片半导体技术、多层电路板技术和共烧陶瓷技术,而现代对于多层电路结构的多芯片组件的封装则主要使用低温共烧陶瓷(LTCC:Low Temperature Co-fired Ceramic)和高温共烧陶瓷(HTCC:High Temperature Co-fired Ceramic)工艺技术。
摘要:低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-Fired Ceramics, LTCC )封装能将不同种类的芯片等元器件组装集成于同一封装体内以实现系统的某些功能,是实现系统小型化、集成化、多功能化和高可靠性的重要手段。
总结了LTCC 基板所采用的封装方式,阐述了LTCC 基板的金属外壳封装、针栅阵列( Pin Grid Array, PGA)封装、焊球阵列(Ball Grid Array,BGA )封装、穿墙无引脚封装、四面引脚扁平(Quad Flat Package, QFP )封装、无引脚片式载体(Leadless Chip Carrier, LCC )封装和三维多芯片模块(Three-Dimensional MulTIchip Module, 3D-MCM )封装技术的特点及研究现状。
分析了LTCC 基板不同类型封装中影响封装气密性和可靠性的一些关键技术因素,并对LTCC 封装技术的发展趋势进行了展望。
1 引言便携式通讯系统对电子产品的需求和对电子整机高性能的要求极大地推动着电子产品向小型化、集成化、多功能、高频化和高可靠性等方向发展,同时也带动了与之密切相关的电子封装技术的发展。
电子封装技术直接影响着电子器件和集成电路的高速传输、功耗、复杂性、可靠性和成本等,因此成为电子领域的关键技术。
在摩尔定律继续发展面临来自物理极限、经济限制等多重压力的现实下,以超越摩尔定律为目标的功能多样化成为集成电路技术发展的主要方向之一,迫使人们将整机产品性能的提高更多地转向在封装内实现多种功能集成的系统产品和封装中功能密度的提高。
电子封装按照所使用的封装材料来划分,分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装。
金属封装气密性好,不受外界环境因素的影响,但价格昂贵,外型灵活性小,不能满足半导体器件快速发展的需要;塑料封装以环氧树脂热固性塑料应用最为广泛,具有绝缘性能好、价格低、质量轻等优点,性价比最高,但是气密性差,对湿度敏感,容易膨胀爆裂;陶瓷封装可与金属封装一样实现气密性封装,具有气密性好、绝缘性能好、热膨胀系数小、耐湿性好和热导率较高等特点,但也有烧结精度波动、工艺相对复杂、价格贵等不足。
LTCC生产线项目方案一.概述所谓低温共烧陶瓷(Low-temperature cofired ceramics,LTCC)技术,就是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带,作为电路基板材料,在生瓷带上利用机械或激光打孔、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地制造出各种高技术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方法,主要有低温共烧陶瓷(LTCC)技术、薄膜技术、硅片半导体技术、多层电路板技术等。
目前,LTC C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各式主动或被动组件的产品,整合型组件产品项目包含零组件(components)、基板(substrates)与模块(modules )。
LTCC(低温共烧陶瓷)己经进入产业化阶段,日、美、欧洲国家等各家公司纷纷推出了各种性能的LTCC 产品。
LTCC在我国台湾地区发展也很快。
LTCC在2003年后快速发展,平均增长速度达到17.7%。
国内LTCC产品的开发比国外发达国家至少落后5年。
这主要是由于电子终端产品发展滞后造成的。
LTCC 功能组件和模块在民用领域主要用于CSM,CDMA和PHS手机、无绳电话、WLAN和蓝牙等通信产品。
另外,LTCC技术由于自身具有的独特优点,在军事、航天、航空、电子、计算机、汽车、医疗等领域均获得了越来越广泛本推荐方案集成当今世界先进的自动化设计,生产、检测设备于一体,同时考虑军工生产的特点和厂家的售后服务能力,是专门为贵所量身定制的解决方案。
在方案的设计中地考虑到军工产品多品种、小批量和高质量要求地特点,在选用设备时以完整性、灵活性、可靠性为原则,其中在一些关键环节采用了一些国外较先进及技术含量较高和性能稳定的设备。
低温共烧陶瓷(LTCC)配套浆料和相关材料开发与应用方案一、实施背景随着电子产业的快速发展,低温共烧陶瓷(LTCC)技术以其高密度、高可靠性和低成本等优势,广泛应用于电子封装、基板制造等领域。
然而,当前LTCC 材料体系不够完善,配套浆料及相关材料存在较大的提升空间,制约了LTCC 技术的进一步发展。
因此,开展LTCC 配套浆料和相关材料的开发与应用研究,对于推动电子产业升级具有重要意义。
二、工作原理LTCC 配套浆料和相关材料开发与应用方案的工作原理主要包括两个方面:一是通过优化材料配方,提高LTCC 材料的性能;二是通过改进生产工艺,实现LTCC 材料的规模化生产。
首先,针对LTCC 材料的性能提升,我们将采用特种陶瓷粉体、有机载体、添加剂等原料,通过精细研磨、调配、改性等工艺手段,制备出高性能的LTCC 浆料。
该浆料具有高粘度、高稳定性、高浸润性等优点,能够满足不同应用场景的需求。
其次,针对LTCC 材料的规模化生产,我们将引进先进的流延机、烧结炉等设备,建立自动化生产线。
通过优化工艺参数,实现LTCC 材料的快速制备和高效烧结。
此外,我们还将建立完善的质量控制体系,确保产品的稳定性和一致性。
三、实施计划步骤1.材料配方研究:开展特种陶瓷粉体、有机载体、添加剂等原料的研究,优化材料配方,制备出高性能的LTCC 浆料。
2.生产工艺研究:引进先进的流延机、烧结炉等设备,建立自动化生产线,优化工艺参数,实现LTCC 材料的快速制备和高效烧结。
3.产品应用研究:与电子封装、基板制造等领域的企业合作,开展LTCC 材料的实际应用研究,探索其在实际生产中的应用潜力。
4.成果转化推广:将研究成果转化为实际生产力,推广至电子产业领域,促进电子产业的升级发展。
四、适用范围本方案适用于电子封装、基板制造等领域的企业,旨在提供高性能、低成本的LTCC 材料解决方案。
通过本方案的实施,企业可以提高产品性能、降低生产成本、缩短研发周期,提升市场竞争力。
LTCC技术发展历程
LTCC技术是由低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramics)制程发展而来的,以下是LTCC技术的发展历程:
1. 1970年代初期,LTCC技术首次被应用于陶瓷薄膜陶瓷电路的制作,用于替代传统的多层电路板。
这一技术通过多层陶瓷电路板的叠层制作,实现了电路的三维布线,提高了电路的集成度和性能。
2. 在上世纪80年代,LTCC技术开始在无线通信领域得到广
泛应用。
利用LTCC制作的高频陶瓷介质材料,可以实现对
高频信号的传输和封装,满足无线通信设备对高频性能的要求。
3. 1990年代初,LTCC技术开始向微波射频领域拓展。
通过将MIC技术(Microstrip Integrated Circuits)与LTCC技术相结合,实现了对微波射频电路的制作和封装,提高了电路的可靠性和性能。
4. 随着移动通信和无线网络的发展,LTCC技术在上世纪90
年代中期进一步提升。
由于LTCC制程可以实现对电路封装
和天线集成的需求,因此被广泛应用于手机和无线网络设备中。
5. 近年来,LTCC技术在汽车电子领域得到了快速发展。
LTCC技术可以实现对汽车电子模块的高集成度和可靠性要求,满足汽车电子系统对体积小、性能高的要求。
总之,LTCC技术经过几十年的发展,已经成为电子制造领域
中一项重要的技术。
它具有高集成度、优良的电学特性、良好的封装性能和可靠性,被广泛应用于无线通信、微波射频、汽车电子等领域。
ltcc关键工艺技术LTCC是低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramics)的英文缩写,是一种先进的陶瓷封装技术。
LTCC关键工艺技术是指在LTCC封装过程中的关键步骤和技术,主要包括材料选择、压制成型、烧结和金属化等过程。
首先,材料选择是LTCC关键工艺技术的第一步。
LTCC封装材料一般由陶瓷粉料、有机物料和溶剂等组成。
其中,陶瓷粉料是LTCC的主要成分,其选择需要考虑材料的性能和工艺要求。
常用的陶瓷材料有氧化铝、氧化铝钛、氧化铝锆等。
此外,有机物料的选择也很重要,它可以使陶瓷粉料具有良好的可塑性和成型性。
其次,压制成型是LTCC关键工艺技术的第二步。
压制成型可以使用传统的注塑成型或者新型的模板压制成型等方法。
在压制成型过程中,需要控制好压力和温度等参数,以保证成型件的尺寸和形状的准确性。
第三,烧结是LTCC关键工艺技术的重要环节。
烧结是将压制成型的陶瓷件在高温环境中进行加热,使其形成致密的陶瓷结构。
烧结过程需要控制好温度和持续时间等参数,以确保陶瓷件的密度和机械强度。
此外,采用合适的气氛也是烧结过程的关键,常用的烧结气氛有氮气、氢气等。
最后,金属化是LTCC关键工艺技术的最后一步。
金属化是在烧结完成后,通过涂布或打印等方式将导电金属层覆盖在陶瓷表面上,以实现电气连接。
金属化过程中,需要控制好金属膜的粘附性和导电性,以及金属与陶瓷的界面性能。
总之,LTCC关键工艺技术是实现LTCC封装的基础和保障。
通过合理的材料选择、精确的压制成型、良好的烧结和可靠的金属化等工艺技术,可以制备出高质量的LTCC封装器件,广泛应用于电子、通信、汽车等领域。
随着科技的进步和需求的增长,LTCC关键工艺技术也在不断发展和创新,为封装工艺的提升和产品的改良提供了重要支持。
低温共烧技术介绍
061110232 王炳文
三、低温共烧技术概念
所谓低温共烧陶瓷工(Low-temperature cofired ceramics,LTCC)技术,就是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带,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地制造出各种高技术LTCC产品。
二、生产制备
一般的我们可以把LTCC生产过程概括如下:
四、流延片的制备:采用不同的配比,可以制备出各种性能的流延片生
带。
五、流延片的下料、打孔。
六、通孔填充:有厚膜印刷、丝网印刷和导体生片等填充法。
七、导电介质的印刷:共烧导电体的印刷可采用传统的厚膜丝网印刷和
计算机直接描绘。
八、叠层、热压及切片。
九、排胶、共烧。
十、镀端电极,组装等。
图为经典LTCC生产流线
上图为典型的LTCC基板示意图,由此可知,采用LTCC工艺制作的基板具有可实现IC芯片封装、内埋置无源元件及高密度电路组装的功能。
十一、LTCC技术的优势
1、在介电损耗方面,RF4要比LTCC来的高,而虽然PTFE的损耗较低,但绝缘性却不如LTCC。
所以LTCC比大多数有机基板材料提供了更好地控制能力,在高频性能、尺寸和成本方面,比较之下LTCC比其它基板更为出色。
2、利用LTCC技术开发的被动元件和模块具有许多优点,包括了,陶瓷材料具有高频、高Q特性;
3、LTCC技术使用电导率高的金属材料作为导体材料,有利于提高电路系统的质量;
4、可适应大电流及耐高温特性要求,并具备比普通PCB电路基板优良的热传导性;
5、可将被动元件嵌入多层电路基板中,有利于提高电路的组装密度;
6、具有较好的温度特性,如较小的热膨胀系数、较小的介电常数温度系数,可以制作层数极高的电路基板,可以制作线宽小于50μm的细线结构。
7、从材料特性上讲,LTCC 具有高品质因素,与传统的介质比较,在高频的衰减成倍降低。
8、LTCC 中的器件在RF 段损耗较低,传输速度快,LTCC 器件在3 G 通信,蓝牙模块中得到大规模的应用。
四、LTCC材料的制备
(1)掺入适量的烧结助剂(低熔点氧化物或低熔点玻璃)进行液相活性烧结,即陶瓷+玻璃复合体系
(2)采用化学法制取表面活性高的粉体
(3)尽可能采用颗粒度细、主晶相合成温度低的材料;
(4)采用微晶玻璃或非晶玻璃。
这4种方法根据材料的不同用途而分别使用;LTCC基板材料主要采用第一种和第四种方法。
同时,LTCC材料的制备也存在诸多难点,现列举部分如下:
(1)共烧材料的匹配性。
将不同介质层(电容、电阻、电感,导体等)共烧时,要控制不同界面间的反应和界面扩散,使各介质层的共烧匹配性良好,界面层间在致密化速率、烧结收缩率及热膨胀速率等方面尽量达到一致,减少层裂、翘曲和裂纹等缺陷的产生。
(2)界面反应和界面扩散会影响器件的性能、可靠性以及曼微结构的变化;
(3)为了降低成本,烧结温度必须低,以便和廉价的银电极共烧。
五、LTCC材料的应用
从国内外LTCC技术的应用领域来看,主要应用于以下3个方面:
(1)高频无线通讯领域:基于LTCC材料具有优异的高频性能,同时还具有低成本、离集成度等特点
(2)航空航天工业领域:例如,美国的空间系统制造公司,为满足通讯卫星上控制电路250弘m线宽,每层150个以上通孔的MCM—C组件的电路要求,选用了杜邦公司的LTCC材料技术。
(3)存储器、驱动器、滤波器、传感器等电子元器件领域:LTC可以通过埋植内电容、内电感等形成三维结构,缩小电路体积,提高电性能。
日本太阳诱电公司采用插入应力释放层的方法,研制出了0805规格的片式叠层LC组合元件。
六、国内对LTCC材料的研究进展
国内LTCC产品的开发比国外发达国家至少落后5年。
深圳南玻电子有限公司引进了目前世界上最先进的设备,建成了国内第1条LTCC生产线,开发出了多种LTCC产品并己投产,如:片式LC滤波器系列、片式蓝牙天线、片式定向耦合器、片式平衡-不平衡转换器、低通滤波器阵列等,性能己达到国外同类产品水平,并己进入市场。
目前,清华大学材料系、上海硅酸盐研究所等单位正在实验室开发LTCC用陶瓷粉料,但还尚未到批量生产的程度。