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LTCC低温共烧陶瓷基板生工艺流程和原材料介绍

LTCC低温共烧陶瓷基板

                                                         LTCC低温共烧陶瓷生工艺流程和原材料介绍

 LTCC低温共烧是制作多层陶瓷电路板的生产工艺,一般温度在900°以下,那么LTCC低温共烧陶瓷基板生产工艺流程是怎么的?对原材料有什么要求呢?

LTCC作为无源集成的主流技术,契合电子制造业小型化、集成化、高频化的发展方向,在高频通讯,特别是5G通信领域极具技术优势。

LTCC陶瓷基板的主要工艺流程包括哪些?

LTCC技术工艺流程主要包括生瓷带的制备、打孔前处理、打孔、填空、导体层印刷、叠层、等静压、切割、排胶烧结、焊接、检测等过程。

LTCC技术流程图.png 

一,浆料制备

材料通常采用陶瓷、玻璃粉和有机粘合剂按照一定比例配方混合,制成成份均匀、性能均一的浆料。需要球磨机、砂磨、搅拌机等。

二,流延

浆料通过脱泡、消泡等,再将浆料通过流延成型制成生瓷带。对生瓷带的要求是:致密、厚度均匀和具有一定的机械强度。该工艺需要流延机设备。

三,裁片

将卷带生瓷带按照一定的尺寸进行裁切,裁切的尺寸要比所需要的尺寸略大,以便满足后面的加工。该工艺需要切片机设备。

四、冲孔

在生瓷片上以机械冲孔/激光冲孔的方式制作出用以进行电气互联的过孔、通孔。该工艺有两种方法,机械式冲孔机和激光式打孔机。

孔径大小、位置精度均将直接影响布线密度与基板质量。在生瓷片上打孔就是要求在生瓷片上形成(0.1~0.5)mm直径的通孔。打孔过程中要求对孔周围的影响要小。

五,填孔

将过孔填充剂填入过孔中,作为层与层之间电路连接的垂直通路,以制备多层陶瓷基板内部的过孔;

填充通孔的导体浆料与形成导电带的导体浆料的组分不同,其粘度应加以控制,充分使其凝胶化,使通孔填充饱满。该工艺需要填孔机。

六,印刷

使用丝网印刷方法,将导电浆料或介质材料印刷在生瓷片上,用以制作电气互联的导线及印制元器件(电阻、电容、压敏电阻等);

七、叠片

将已印刷电路图形的生瓷片按预先设计的层数和次序,依次放入紧密叠片模具中,模具上设计有与生瓷片对位孔一致的对位柱,保证对位精度。该工艺对精度要求高,一般高精度的叠片机使用进口设备。

八,等静压

为使叠层后的生瓷体在排胶烧结时不起泡分层,对生瓷体进行热压。采用等静压工艺,在一定的温度和压力下,使它们紧密粘接,形成一个完整的多层基板坯体。等静压可使层压压力均匀分布到生瓷体上,确保基板烧结收缩一致。该工艺需要层压机(均压机)设备,部分产品对压力及均匀性要求高。

九,切割

将较大面积的生瓷基板,按照各元件、模块的切割边界进行切割分离,便于进行烧结。切割机目前主要是在速度及精度上要求高,通常小尺寸产品切割难度较大。

十,排胶、烧结

将热切下来的生瓷单体放置在烧结炉内的承烧板上,设定好产品烧结的温度曲线后进行烧结。在保证温度均匀的前提下,缓慢进行加热升温,以实现产品的排胶烧结,烧结温度约850~900°C。

排胶烧结关系到瓷体中气体多少、颗粒之间的结合程度以及基板的机械强度的高低。烧结工艺的关键是烧结曲线和炉膛温度的一致性,它决定了烧结后基板的平整度和收缩率。升温速率不宜过快,否则会导致烧结后基板的平整度差、收缩率减小,甚至会发生翘曲。采用烧结炉,优化排胶升温速率和保温时间与生瓷带的尺寸、层数和金属化量的关系。

该两段通常需要先排胶再烧结,共需要排胶炉和烧结炉。

十一,钎焊

将表面清洗好的工件以搭接形式装配在一起,把钎料放在接头间隙附近或接头间隙之间。加热使钎料熔化,液态钎料与工件金属相互扩散溶解,冷凝后即形成钎焊接头。

十二,测试

对烧结好的低温共烧陶瓷多层基板进行检测,以验证多层布线的连接性。主要使用探针测试仪、激光调阻设备、分选设备等。

LTCC技术需要哪些材料烧结

相关材料和耗材主要有如下:原材料:介质陶瓷粉、氧化铝、玻璃粉、粘合剂、溶剂、生瓷带、银粉、银浆、陶瓷和导电浆料用分散剂、黏合剂、增塑剂、絮凝剂、矿化剂、消泡剂、润滑剂等。

国外公司的基板材料.png 

耗材:焊料焊片、探针、载带包装、PET、承烧板、承烧网、发泡胶、研磨耗材、耐火材料、精密网版等。

LTCC低温共烧陶瓷基板材LTCC技术制备而成,被充分利用到通讯、基站、消费电子、汽车等终端企业,在很多研发机构以及高校也经常作为开发测试要研究。有关LTCC陶瓷基板技术的问题可以咨询金瑞欣特种电路。

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