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哪些因素影響LTCC多層陶瓷基板的性能

LTCC多層陶瓷基板

                                                                 哪些因素影響LTCC多層陶瓷基板的性能

LTCC多層陶瓷電路板在射頻電路系統(tǒng)廣泛應(yīng)用,LTCC多層電路基板,制作復(fù)雜且流程較長(zhǎng),對(duì)品質(zhì)把控的難度較大,對(duì)工藝水平的要求較高。首先采用生瓷粉料通過(guò)流延形成生瓷帶,然后在各層生瓷帶進(jìn)行沖孔、通孔金屬漿料填充、電路圖形印刷、電阻印刷,最后將各層生瓷片對(duì)位疊層、壓合后在850℃~900℃的溫度下燒結(jié)為一體,形成多層陶瓷電路。那么影響LTCC多層陶瓷電路板品質(zhì)性能的影響因素都是哪些呢?

一,htcc多層陶瓷基板收縮率較偏差

LTCC收縮率與其密度有直接關(guān)系,密度越大收縮率越小,密度越小收縮率越大,反應(yīng)到工藝參數(shù)上來(lái),密度與層壓壓力相對(duì)應(yīng),因此可以通過(guò)調(diào)控層壓壓力來(lái)改變LTCC產(chǎn)品的收縮率,使之達(dá)到設(shè)計(jì)要求,如下圖所示是LTCC材料廠商提供的本批次材料“層壓壓力-密度-收縮率”關(guān)系曲線。

關(guān)系曲線.png 

但是上述廠家給出的“等靜壓壓力-收縮率”曲線是基于白瓷進(jìn)行燒結(jié)后測(cè)量的,而實(shí)際LTCC 基板由于存在金屬通孔、印刷金屬導(dǎo)線,這些金屬的收縮率不同于白瓷收縮率,因此相同層壓壓力下LTCC產(chǎn)品的收縮率與白瓷的收縮率有一定差異,需要進(jìn)一步研究其規(guī)律,積累工藝數(shù)據(jù),進(jìn)行層壓壓力相應(yīng)的調(diào)整。

二,htcc多層陶瓷基板的翹曲度

        htcc多層陶瓷基按的翹曲度主要有三個(gè)方面的問(wèn)題:

1)燒結(jié)原因:燒結(jié)工藝與基板翹曲度、收縮率有直接關(guān)系,LTCC基板的燒結(jié)過(guò)程實(shí)際是一個(gè)放熱吸熱反應(yīng)的過(guò)程。排膠階段(室溫至500℃左右)基板中有機(jī)物分解揮發(fā),質(zhì)量減輕;燒結(jié)階段(700℃~850℃左右)基板發(fā)生結(jié)晶和析晶反應(yīng),伴隨反應(yīng)的進(jìn)行,基板收縮。因此低溫階段、高溫階段的燒結(jié)時(shí)間,升溫速率與基板收縮程度、翹曲程度關(guān)系密切,需要優(yōu)化燒結(jié)曲線,通過(guò)試驗(yàn)調(diào)整排膠階段升溫速率、時(shí)間,燒結(jié)階段升溫速率、時(shí)間,各階段空氣流量等重要工藝參數(shù)。

2)基板結(jié)構(gòu)及金屬分布問(wèn)題:LTCC 基板的結(jié)構(gòu)也是決定LTCC 基板燒結(jié)翹曲度的關(guān)鍵因素,當(dāng)LTCC 基板上存在多種規(guī)格的空腔結(jié)構(gòu)時(shí),其結(jié)構(gòu)難以均衡對(duì)稱,同時(shí)由于LTCC 基板上含有大量通孔及密集金屬導(dǎo)線,這些都難以均勻分布,這樣就容易導(dǎo)致其翹曲度超差。

3)漿料選用問(wèn)題:不同銀漿、金漿與生瓷帶熱膨脹系數(shù)匹配性不同,因此大面積印刷層選用不同漿料時(shí)對(duì)基板翹曲度的影響尤為明顯。

多層陶瓷基板.jpg

三,htcc通孔層間對(duì)位偏差

LTCC 基板層間對(duì)位偏差與打孔精度、生瓷片自身收縮情況、各層印刷導(dǎo)體情況,疊層對(duì)位精度等眾多因素相關(guān),是控制的難點(diǎn),因此需要對(duì)整個(gè)工藝流程進(jìn)行監(jiān)控,找出主要影響因素,進(jìn)行優(yōu)化控制。按照帶膜工藝流程進(jìn)行LTCC制造,對(duì)全過(guò)程進(jìn)行錯(cuò)位監(jiān)控,具體如表1所示:

ltcc通孔錯(cuò)位原因分析表.png 

 本輪試驗(yàn)通過(guò)全流程跟蹤監(jiān)測(cè),由表1數(shù)據(jù)可知,帶膜生瓷片在撕膜后會(huì)有一個(gè)應(yīng)力的釋放,導(dǎo)致較大變形,其中主要形變方向?yàn)樯闪餮臃较?,表現(xiàn)為放大,范圍約為40μm~70μm,垂直于流延方向則表現(xiàn)為收縮,范圍約為10μm~20μm,是帶膜工藝通孔錯(cuò)位的主要原因。

由此可見(jiàn),要做好HTCC多層陶瓷電路板,要通過(guò)技術(shù)能力有效的把控和優(yōu)化這三個(gè)方面參數(shù)指標(biāo),以實(shí)現(xiàn)更好的品質(zhì)性能。更多HTCC多層陶瓷基板的問(wèn)題可以咨詢金瑞欣特種電路。

    


深圳市金瑞欣特種電路技術(shù)有限公司

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通過(guò)公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)的不懈努力,現(xiàn)已成功研發(fā)微小孔板、高精密板、難度板、微型化板、圍壩板等,具備DPC、DBC、HTCC、LTCC等多種陶瓷生產(chǎn)技術(shù),以便為更多需求的客戶服務(wù),開(kāi)拓列廣泛的市場(chǎng)。

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