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低温共烧陶瓷(LTCC)技术

返回列表 来源: 发布日期: 2020.05.12

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。

LTCC技术是于1982年休斯公司开发的新型材料技术,是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带,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,并将多个被动组件(如低容值电容、电阻、滤波器、阻抗转换器、耦合器等)埋入多层陶瓷基板中,然后叠压在一起,内外电极可分别使用银、铜、金等金属,在900℃下烧结,制成三维空间互不干扰的高密度电路,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,可进一步将电路小型化与高密度化,特别适合用于高频通讯用组件。

LTCC具有以下特点:

a.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;

b.陶瓷材料具有优良的高频、高Q特性和高速传输特性;

c.使用高电导率的金属材料作为导体材料,有利于提高电路系统的品质因数;

d.制作层数很高的电路基板,易于形成多种结构的空腔,内埋置元器件,免除了封装组件的成本,减少连接芯片导体的长度与接点数,并可制作线宽小于50µm的细线结构电路,实现更多布线层数,能集成的元件种类多,参量范围大,易于实现多功能化和提高组装密度;

e.可适应大电流及耐高温特性要求,具有良好的温度特性,如较小的热膨胀系数,较小的介电常数稳定系数。LTCC基板材料的热导率是有机叠层板的20倍,故可简化热设计,明显提高电路的寿命和可靠性;

f.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;

g.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、耐高温、高湿、冲振,可以应用于恶劣环境;

h.非连续式的生产工艺,便于基板烧成前对每一层布线和互连通孔进行质量检查,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。表1给出集成电路中常用的几种基板性能比较。

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的应用。

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