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LTCC技術(shù)特點與發(fā)展趨勢

207 2022-03-24
LTCC

                                                                   LTCC技術(shù)特點與發(fā)展趨勢

      LTCC是一種先進的無源器件小型化技術(shù),可以進行多層排線。此外,陶瓷基板單層厚度只有0.127mm,目前我國LTCC技術(shù)最多可以做到30層基板的集成,厚度約為3mm。約為5層Rogers RT_duriod 5880的厚度,當(dāng)利用LTCC進行多層排線立體化設(shè)計時,可以更好地實現(xiàn)無源器件的小型化,提高無源器件的集成化。

LTCC技術(shù)流程:

LTCC基板主要利用玻璃粉,氧化鋁粉以及特定的有機粘貼劑為原材料按比例混合制成生瓷帶,然后通過流延,裁片,打孔,印刷,疊片,靜壓,切割,排膠,燒結(jié),檢測等一系列工藝得到厚度精確且致密的陶瓷基板,LTCC的工藝流程如下圖所示。

LTCC工藝流程.png 

流延:將原材料按照一定比例混合,使材料具有高頻特性,同時可以在800~1000℃的溫度條件下進行燒結(jié);然后將燒結(jié)完成的板子進行干燥處理,目的去除板子內(nèi)部的一些溶劑;干燥完成后就得到具有高強度且質(zhì)地均勻的生瓷帶。

打孔:打孔的方式主要有沖孔,機械打孔,激光打孔,通孔的大小與位置精度的偏差對器件的射頻性能具有較大影響。

疊片靜壓:將印刷好電路的生瓷帶按順序疊加在一起,然后均勻發(fā)力向下按壓形成基板胚體模型,最后將胚體進行燒結(jié)。

排膠:單純的胚體進行燒制時會出現(xiàn)起翹現(xiàn)象,因此在燒制前要對胚體進行排膠,盡量減少基板的起翹現(xiàn)象,從而不影響電路的傳輸性能。

檢測:對于燒制完成的LTCC成品進行最后的整體檢測,重點觀察產(chǎn)品是否有縫隙,內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否完整,最后將成品接入電路測試其穩(wěn)定性。

人工耳鎢金陶瓷線路板.jpg

LTCC技術(shù)特點

目前在眾多小型化技術(shù)中,LTCC技術(shù)以其眾多優(yōu)點而成為當(dāng)前無源器件小型化的主流技術(shù)。此外,在手機,汽車等領(lǐng)域內(nèi)均能見到LTCC小型化產(chǎn)品,可見其技術(shù)的優(yōu)越性是其他小型化技術(shù)無法比擬的。其技術(shù)特點如下。

1. 電路設(shè)計靈活多樣化

根據(jù)生產(chǎn)LTCC原材料的配料比例的差異性,使得生產(chǎn)出的LTCC材料的介電常數(shù)變化幅度較大,在此基礎(chǔ)上配合高電導(dǎo)率的金屬材料,使得電路系統(tǒng)的品質(zhì)因數(shù)大幅提高,增加了電路設(shè)計的靈活性。

2. 散熱性

由于陶瓷材料具有較強的導(dǎo)熱性,使得生產(chǎn)出來的成品具備強大的散熱能力,提升器件性能的可靠性,可應(yīng)用于高溫等惡劣環(huán)境。

3. 低成本高集成性

由于LTCC技術(shù)將無源器件埋入基板中進行多層電路布局排線,則免去了對各個子組件的封裝成本。同時可在基板表面貼裝有源器件,實現(xiàn)無源和有源的高集成性。

4. 非連續(xù)性

在生產(chǎn)多層LTCC基板前,可對任何子基板進行單獨質(zhì)量檢驗,同時也可以對有問題的子基板單獨重新設(shè)計,以保證其良品率,同時也降低了生產(chǎn)成本。

LTCC技術(shù)發(fā)展趨勢

隨著射頻技術(shù)的發(fā)展,LTCC迎來了空前的發(fā)展機遇,其發(fā)展趨勢包含以下幾個方面:

1.針對LTCC的生產(chǎn)應(yīng)在全球范圍內(nèi)制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)前全球范圍內(nèi)生產(chǎn)LTCC廠家因生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)不一致,導(dǎo)致LTCC介質(zhì)的介電常數(shù)有一定的區(qū)別,因此在制作實物時對其性能影響巨大。

2.雖然LTCC材料具有較強的導(dǎo)熱性,但隨著器件的小型化、高集成化的發(fā)展,使得LTCC內(nèi)部元件數(shù)量多結(jié)構(gòu)復(fù)雜,從而很難通過LTCC材料本身完全散熱,因此,通過對LTCC材料和器件結(jié)構(gòu)的改進,盡可能的提高LTCC組件的散熱能力。

3.當(dāng)前電磁干擾一直是一個既嚴(yán)重又頭疼的問題,而通過將LTCC材料與抗干擾材料混合共同燒制出具有抗干擾的LTCC基板,使得利用這一材料生產(chǎn)的產(chǎn)品具備一定的干擾能力。

參考文獻:基于LTCC技術(shù)的無源器件設(shè)計-張仕順

 

 


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