LTCC低溫共燒陶瓷生工藝流程和原材料介紹
LTCC低溫共燒是制作多層陶瓷電路板的生產(chǎn)工藝,一般溫度在900°以下,那么LTCC低溫共燒陶瓷基板生產(chǎn)工藝流程是怎么的?對原材料有什么要求呢?
LTCC作為無源集成的主流技術,契合電子制造業(yè)小型化、集成化、高頻化的發(fā)展方向,在高頻通訊,特別是5G通信領域極具技術優(yōu)勢。
LTCC陶瓷基板的主要工藝流程包括哪些?
LTCC技術工藝流程主要包括生瓷帶的制備、打孔前處理、打孔、填空、導體層印刷、疊層、等靜壓、切割、排膠燒結、焊接、檢測等過程。
一,漿料制備
材料通常采用陶瓷、玻璃粉和有機粘合劑按照一定比例配方混合,制成成份均勻、性能均一的漿料。需要球磨機、砂磨、攪拌機等。
二,流延
漿料通過脫泡、消泡等,再將漿料通過流延成型制成生瓷帶。對生瓷帶的要求是:致密、厚度均勻和具有一定的機械強度。該工藝需要流延機設備。
三,裁片
將卷帶生瓷帶按照一定的尺寸進行裁切,裁切的尺寸要比所需要的尺寸略大,以便滿足后面的加工。該工藝需要切片機設備。
四、沖孔
在生瓷片上以機械沖孔/激光沖孔的方式制作出用以進行電氣互聯(lián)的過孔、通孔。該工藝有兩種方法,機械式?jīng)_孔機和激光式打孔機。
孔徑大小、位置精度均將直接影響布線密度與基板質量。在生瓷片上打孔就是要求在生瓷片上形成(0.1~0.5)mm直徑的通孔。打孔過程中要求對孔周圍的影響要小。
五,填孔
將過孔填充劑填入過孔中,作為層與層之間電路連接的垂直通路,以制備多層陶瓷基板內(nèi)部的過孔;
填充通孔的導體漿料與形成導電帶的導體漿料的組分不同,其粘度應加以控制,充分使其凝膠化,使通孔填充飽滿。該工藝需要填孔機。
六,印刷
使用絲網(wǎng)印刷方法,將導電漿料或介質材料印刷在生瓷片上,用以制作電氣互聯(lián)的導線及印制元器件(電阻、電容、壓敏電阻等);
七、疊片
將已印刷電路圖形的生瓷片按預先設計的層數(shù)和次序,依次放入緊密疊片模具中,模具上設計有與生瓷片對位孔一致的對位柱,保證對位精度。該工藝對精度要求高,一般高精度的疊片機使用進口設備。
八,等靜壓
為使疊層后的生瓷體在排膠燒結時不起泡分層,對生瓷體進行熱壓。采用等靜壓工藝,在一定的溫度和壓力下,使它們緊密粘接,形成一個完整的多層基板坯體。等靜壓可使層壓壓力均勻分布到生瓷體上,確?;鍩Y收縮一致。該工藝需要層壓機(均壓機)設備,部分產(chǎn)品對壓力及均勻性要求高。
九,切割
將較大面積的生瓷基板,按照各元件、模塊的切割邊界進行切割分離,便于進行燒結。切割機目前主要是在速度及精度上要求高,通常小尺寸產(chǎn)品切割難度較大。
十,排膠、燒結
將熱切下來的生瓷單體放置在燒結爐內(nèi)的承燒板上,設定好產(chǎn)品燒結的溫度曲線后進行燒結。在保證溫度均勻的前提下,緩慢進行加熱升溫,以實現(xiàn)產(chǎn)品的排膠燒結,燒結溫度約850~900°C。
排膠燒結關系到瓷體中氣體多少、顆粒之間的結合程度以及基板的機械強度的高低。燒結工藝的關鍵是燒結曲線和爐膛溫度的一致性,它決定了燒結后基板的平整度和收縮率。升溫速率不宜過快,否則會導致燒結后基板的平整度差、收縮率減小,甚至會發(fā)生翹曲。采用燒結爐,優(yōu)化排膠升溫速率和保溫時間與生瓷帶的尺寸、層數(shù)和金屬化量的關系。
該兩段通常需要先排膠再燒結,共需要排膠爐和燒結爐。
十一,釬焊
將表面清洗好的工件以搭接形式裝配在一起,把釬料放在接頭間隙附近或接頭間隙之間。加熱使釬料熔化,液態(tài)釬料與工件金屬相互擴散溶解,冷凝后即形成釬焊接頭。
十二,測試
對燒結好的低溫共燒陶瓷多層基板進行檢測,以驗證多層布線的連接性。主要使用探針測試儀、激光調(diào)阻設備、分選設備等。
LTCC技術需要哪些材料燒結
相關材料和耗材主要有如下:原材料:介質陶瓷粉、氧化鋁、玻璃粉、粘合劑、溶劑、生瓷帶、銀粉、銀漿、陶瓷和導電漿料用分散劑、黏合劑、增塑劑、絮凝劑、礦化劑、消泡劑、潤滑劑等。
耗材:焊料焊片、探針、載帶包裝、PET、承燒板、承燒網(wǎng)、發(fā)泡膠、研磨耗材、耐火材料、精密網(wǎng)版等。
LTCC低溫共燒陶瓷基板材LTCC技術制備而成,被充分利用到通訊、基站、消費電子、汽車等終端企業(yè),在很多研發(fā)機構以及高校也經(jīng)常作為開發(fā)測試要研究。有關LTCC陶瓷基板技術的問題可以咨詢金瑞欣特種電路。
相關資訊“ltcc陶瓷基板的優(yōu)缺點和應用”