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，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，密度與層壓壓力相對(duì)應(yīng)，因此可以通過調(diào)控層壓壓力來改變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。

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)過程實(shí)際是一個(gè)放熱吸熱反應(yīng)的過程。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。

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)全過程進(jìn)行錯(cuò)位監(jiān)控，具體如表1所示：

 本輪試驗(yàn)通過全流程跟蹤監(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，要做好HTCC多層陶瓷電路板，要通過技術(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多層陶瓷基板的問題可以咨詢金瑞欣特種電路。