一文读懂LTCC技术（二）

Low Temperature Co-fired Ceramic

一文读懂LTCC技术

LTCC基板

是怎么做出来的

LTCC基板加工工艺和LTCC滤波器稍微有些不一样，区别主要来源于产品的结构和应用方式。下图为LTCC基板制造的工艺流程图，主要有混料、流延、打孔、填孔、丝网印刷、叠片、等静压、排胶烧结等主要工序，后面简单介绍各个工序工艺。

混料与流延：将有机物和无机物成分按一定比例混合，用球磨的方法进行碾磨和均匀化，然后涂布在一个移动的载带上（通常为聚酯膜），通过一个干燥区，去除所有的溶剂，通过控制刮刀间隙，流延成所需要的厚度。此工艺的一般厚度容差是±6％。

打孔：利用机械冲压、钻孔或激光打孔技术形成通孔。通孔是在生瓷片上打出的小孔（直径通常为0.1-0.2mm），用在不同层上以互连电路。在此阶段还要冲制模具孔，帮助叠片时的对准；对准孔用于印刷导体和介质时自动对位。

印刷：利用标准的厚膜印刷技术对导体浆料进行印刷和烘干。通孔填充和导体图形在箱式或链式炉中按相关工艺温度和时间进行烘干。根据需要，所有电阻器、电容器和电感器在此阶段印刷和烘干。

通孔填充：利用传统的厚膜丝网印刷或模板挤压把特殊配方的高固体颗粒含量的导体浆料填充到通孔。

排胶与烧结：200-500℃之间的区域被称为有机排胶区（建议在此区域叠层保温最少60min）。然后在5～15min 将叠层共烧至峰值温度（通常为850℃）。气氛烧成金属化的典型排胶和烧成曲线会用上2～10h。烧成的部件准备好后烧工艺，如在顶面上印刷导体和精密电阻器，然后在空气中烧成。

检验：然后对电路进行激光调阻（如果需要）、测试、切片和检验，LTCC 封装中可用硬钎焊引线或散热片(如果需要)。

LTCC电路检测：对LTCC基板还需进行多方面的检测，常见的有翘曲度、尺寸、外观、电性能等。

LTCC

有什么优缺点

1、陶瓷材料具有优良的高频、高速传输以及宽通带的特性。根据配料的不同，LTCC材料的介电常数可以在很大范围内变动，配合使用高电导率的金属材料作为导体材料，有利于提高电路系统的品质因数，增加了电路设计的灵活性；

2、可以适应大电流及耐高温特性的要求，并具备比普通PCB电路基板更优良的热传导性，极大地优化了电子设备的散热设计，可靠性高，可应用于恶劣环境，延长了其使用寿命；

3、可以制作层数很高的电路基板，并可将多个无源元件埋入其中，免除了封装组件的成本，在层数很高的三维电路基板上，实现无源和有源的集成，有利于提高电路的组装密度，进一步减小体积和重量；

4、与其他多层布线技术具有良好的兼容性，例如将LTCC与薄膜布线技术结合可实现更高组装密度和更好性能的混合多层基板和混合型多芯片组件；

5、非连续式的生产工艺，便于成品制成前对每一层布线和互连通孔进行质量检查，有利于提高多层基板的成品率和质量，缩短生产周期，降低成本。

6、节能、节材、绿色、环保已经成为元件行业发展势不可挡的潮流，LTCC也正是迎合了这一发展需求，最大程度上降低了原料，废料和生产过程中带来的环境污染。

1、收缩率问题。LTCC 存在许多涉及可靠性的难点，基板与布线共烧时的收缩率及热膨胀系数匹配问题即是其中的一个重要挑战，它关系到多层金属化布线的质量。LTCC 共烧时，基板与浆料的烧结特性不匹配主要体现在三个方面：a.烧结致密化完成温度不一致；b.基板与浆料的烧结收缩率不一致；c.烧结致密化速度不匹配。

这些不匹配容易导致烧成后基板表面不平整、翘曲、分层，另一个后果是金属布线的附着力下降。

2、散热问题。虽然LTCC 基板比传统的PCB 板在散热方面已经有了很大的改进，但由于集成度高、层数多、器件工作功率密度高，LTCC基板的散热仍是一个关键问题，成为影响系统工作稳定性的决定因素之一。

对LTCC来说，其明显的不足之处就是基片的导热率低（2～6W/m· K），远低于氮化铝基片的导热率（≥100W/m· K），比氧化铝基片的导热率（15～25W/m·K）也低了不少。这限制了LTCC在大型、高性能计算机系统中的应用。