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(shù)，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(lǐng)域極具技術(shù)優(yōu)勢。

LTCC陶瓷基板的主要工藝流程包括哪些？

LTCC技術(shù)工藝流程主要包括生瓷帶的制備、打孔前處理、打孔、填空、導(dǎo)體層印刷、疊層、等靜壓、切割、排膠燒結(jié)、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(jī)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(jī)、砂磨、攪拌機(jī)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(jī)械強(qiáng)度。該工藝需要流延機(jī)設(shè)備。

三，裁片

將卷帶生瓷帶按照一定的尺寸進(jìn)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(jī)設(shè)備。

四、沖孔

在生瓷片上以機(jī)械沖孔/激光沖孔的方式制作出用以進(jìn)行電氣互聯(lián)的過孔、通孔。該工藝有兩種方法，機(jī)械式?jīng)_孔機(jī)和激光式打孔機(jī)。

孔徑大小、位置精度均將直接影響布線密度與基板質(zhì)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(dǎo)體漿料與形成導(dǎo)電帶的導(dǎo)體漿料的組分不同，其粘度應(yīng)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(jī)。

六，印刷

使用絲網(wǎng)印刷方法，將導(dǎo)電漿料或介質(zhì)材料印刷在生瓷片上，用以制作電氣互聯(lián)的導(dǎo)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(yù)先設(shè)計(jì)的層數(shù)和次序，依次放入緊密疊片模具中，模具上設(shè)計(jì)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(jī)使用進(jìn)口設(shè)備。

八，等靜壓

為使疊層后的生瓷體在排膠燒結(jié)時(shí)不起泡分層，對生瓷體進(jìn)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(gè)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，確保基板燒結(jié)收縮一致。該工藝需要層壓機(jī)（均壓機(jī)）設(shè)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(jìn)行切割分離，便于進(jìn)行燒結(jié)。切割機(jī)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(jié)

將熱切下來的生瓷單體放置在燒結(jié)爐內(nèi)的承燒板上，設(shè)定好產(chǎn)品燒結(jié)的溫度曲線后進(jìn)行燒結(jié)。在保證溫度均勻的前提下，緩慢進(jìn)行加熱升溫，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的排膠燒結(jié)，燒結(jié)溫度約850~900°C。

排膠燒結(jié)關(guān)系到瓷體中氣體多少、顆粒之間的結(jié)合程度以及基板的機(jī)械強(qiáng)度的高低。燒結(jié)工藝的關(guān)鍵是燒結(jié)曲線和爐膛溫度的一致性，它決定了燒結(jié)后基板的平整度和收縮率。升溫速率不宜過快，否則會導(dǎo)致燒結(jié)后基板的平整度差、收縮率減小，甚至?xí)l(fā)生翹曲。采用燒結(jié)爐，優(yōu)化排膠升溫速率和保溫時(shí)間與生瓷帶的尺寸、層數(shù)和金屬化量的關(guān)系。

該兩段通常需要先排膠再燒結(jié)，共需要排膠爐和燒結(jié)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(kuò)散溶解，冷凝后即形成釬焊接頭。

十二，測試

對燒結(jié)好的低溫共燒陶瓷多層基板進(jìn)行檢測，以驗(yàn)證多層布線的連接性。主要使用探針測試儀、激光調(diào)阻設(shè)備、分選設(shè)備等。

LTCC技術(shù)需要哪些材料燒結(jié)

相關(guān)材料和耗材主要有如下：原材料：介質(zhì)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(dǎo)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(shù)制備而成，被充分利用到通訊、基站、消費(fèi)電子、汽車等終端企業(yè)，在很多研發(fā)機(jī)構(gòu)以及高校也經(jīng)常作為開發(fā)測試要研究。有關(guān)LTCC陶瓷基板技術(shù)的問題可以咨詢金瑞欣特種電路。

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