聯(lián)系人:李鋒
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共燒多層陶瓷基板由許多單片陶瓷基板經(jīng)過疊層、熱壓、脫膠、燒結等工藝制成,由于層數(shù)可以做得比較多,因此布線密度較高,互連線長度也能盡可能地縮短,組裝密度和信號傳輸速度均得以提高,因此能適應電子整機對電路小型化、高密度、多功能、高可靠、高速度、大功率的要求。
依據(jù)制備工藝中溫度的差別,可將共燒陶瓷基板分為高溫共燒陶瓷(HTCC)多層基板和低溫共燒陶瓷(LTCC)多層基板。那么這兩種技術之間的區(qū)別在哪呢?下面就來看看。
HTCC與LTCC起源
在20世紀80年代初商業(yè)化的主計算機的電路板多層基板是用氧化鋁絕緣材料和導體材料(Mo、W、Mo-Mn)在1600°C的高溫下共燒的,也就是高溫共燒陶瓷(HTCC)。
NGK-HTCC
隨著通信向高頻高速發(fā)展,為了實現(xiàn)低損耗、高速度和高密度封裝的目的,低溫共燒陶瓷(LTCC)應運而生。
Kyocera-LTCC
材料區(qū)別
HTCC高溫共燒陶瓷材料主要為氧化鋁、莫來石和氮化鋁為主成分的陶瓷,HTCC的陶瓷粉末并無加入玻璃材質(zhì)。HTCC基板因燒成溫度高,不能采用金、銀、銅等低熔點金屬材料,導體漿料采用材料為鎢、鉬、鉬、錳等高熔點金屬發(fā)熱電阻漿料。
(圖源:中電科四十三所)
LTCC低溫共燒陶瓷為了保證在低溫共燒條件下有高的燒結密度,通常在組分中添加無定形玻璃、晶化玻璃、低熔點氧化物等來促進燒結。玻璃和陶瓷復合材料是一種典型的低溫共燒陶瓷材料。此外,還有晶化玻璃,晶化玻璃和陶瓷的復合物及液相燒結陶瓷。所用的金屬是高電導材料(Ag、Cu、Au及其合金,如Ag-Pd、Ag-Pt、Au-Pt等),既降低了成本,又能獲得良好的性能。
工藝區(qū)別
LTCC與HTCC的整體工藝流程很類似,都要經(jīng)過配制漿料、流延生帶、干燥生坯、鉆導通孔、網(wǎng)印填孔、網(wǎng)印線路、疊層燒結,最后進行切片等后處理的制備過程,所需設備也相差無幾。但由于材料的差異較大,導致LTCC與HTCC在生產(chǎn)過程中的共燒溫度區(qū)別較大。HTCC一般的燒結溫度在1650℃以上,而LTCC一般的燒結溫度在950℃以下。由于HTCC基板存在燒結溫度高,能耗巨大,金屬導體材料受限等缺點,因而促使了LTCC工藝的發(fā)展。
應用區(qū)別
● LTCC應用
LTCC采用電導率高而熔點低的Au、Ag、Cu等金屬作為導體材料,由于玻璃陶瓷低介電常數(shù)和高頻低損耗性能,使之非常適合應用于射頻、微波和毫米波器件中。主要用于高頻無線通信領域、航空航天、存儲器、驅(qū)動器、濾波器、傳感器以及汽車電子等領域。
常用的LTCC電子元器件產(chǎn)品包括濾波器、雙工器、天線、巴倫、耦合器、功分器、共模扼流圈等,廣泛應用于移動通信終端、WiFi、汽車電子、T/R組件等領域。
● HTCC的應用
因燒成溫度高,HTCC不能采用金、銀、銅等低熔點金屬材料,必須采用鎢、鉬、錳等難熔金屬材料,這些材料電導率低,會造成信號延遲等缺陷,所以不適合做高速或高頻微組裝電路的基板。但是,由于HTCC基板具有結構強度高、熱導率高、化學穩(wěn)定性好和布線密度高等優(yōu)點,因此在大功率微組裝電路中具有廣泛的應用前景。
▲聲表面波封裝基板及外殼產(chǎn)品,佳利電子
HTCC陶瓷基板由于導熱率高、結構強度好、物理化學性質(zhì)穩(wěn)定,被廣泛用于高可靠性微電子集成電路、大功率微組裝電路、車載大功率電路等領域。