铝基碳化硅增强材料_Al_SiC_和低温共烧陶瓷_LTCC_的钎焊
低温共烧陶瓷(LTCC)配套浆料和相关材料开发与应用方案(二)
低温共烧陶瓷（LTCC）配套浆料和相关材料开发与应用方案一、实施背景随着科技的飞速发展，电子行业对高性能、高可靠性、小型化和低成本的要求越来越高。
低温共烧陶瓷（LTCC）技术作为一种先进的陶瓷基板制备技术，具有高性能、高可靠性、小型化等优点，已成为电子行业的重要发展方向。
然而，LTCC技术在实际应用中仍存在一些问题，如材料性能不稳定、制造成本高等，这限制了其广泛应用。
因此，开发与LTCC 技术配套的浆料和相关材料，对于提高LTCC产品的性能、降低制造成本、推动电子行业的发展具有重要意义。
二、工作原理低温共烧陶瓷（LTCC）技术是一种将陶瓷粉体、有机载体、添加剂等原料混合制备成LTCC浆料，然后通过印刷、叠层、烧结等工艺制备成高性能、高可靠性的陶瓷基板的技术。
其中，LTCC浆料的性能直接决定了最终产品的性能。
因此，开发与LTCC技术配套的浆料和相关材料是关键。
三、实施计划步骤1.调研市场：了解当前LTCC技术的市场需求和应用情况，收集相关企业和研究机构的资料，分析现有产品的优缺点。
2.确定研究方向：根据市场调研结果，确定LTCC配套浆料和相关材料的研究方向，包括材料成分、制备工艺、性能指标等方面。
3.制备样品：根据确定的研究方向，制备LTCC配套浆料和相关材料样品。
4.性能测试：对制备的样品进行性能测试，包括物理性能、化学性能、电学性能等，以验证其是否满足市场需求。
5.优化配方：根据性能测试结果，对LTCC配套浆料和相关材料的配方进行优化，以提高产品性能。
6.中试生产：在完成配方优化后，进行中试生产，以验证生产工艺的可行性和产品的稳定性。
7.推广应用：将中试生产的产品推广到市场中，与相关企业和研究机构合作，以推动LTCC技术的广泛应用。
四、适用范围本方案适用于电子行业中的陶瓷基板制备领域，特别是那些需要高性能、高可靠性、小型化且对成本敏感的应用领域，如通信、汽车电子、航空航天等。
五、创新要点1.材料创新：通过开发新型的陶瓷粉体、有机载体和添加剂等原料，优化LTCC浆料的配方，提高产品的性能。
碳化硅颗粒增强铝基复合材料
碳化硅颗粒增强铝基复合材料碳化硅颗粒增强铝基复合材料, 是目前普遍公认的最有竞争力的金属基复合材料品种之一。
尽管其力学性能尤其是强度难与连续纤维复合材料相匹敌, 但它却有着极为显著的低成本优势, 而且相比之下制备难度小、制备方法也最为灵活多样, 并可以采用传统的冶金工艺设备进行二次加工, 因此易于实现批量生产。
冷战结束后的20 世纪90 年代, 由于各国对国防工业投资力度的减小, 即使是航空航天等高技术领域, 也越来越难以接受成本居高不下的纤维增强铝基复合材料。
于是, 颗粒增强铝基复合材料又重新得到普遍关注。
特别是最近几年来, 它作为关键性承载构件终于在先进飞机上找到了出路, 且应用前景日趋看好, 进而使得其研究开发工作也再度升温。
碳化硅颗粒增强铝基复合材料主要由机械加工和热处理再结合其的性质采用一定的方法制造。
如铸造法、粘晶法和液相和固相重叠法等。
碳化硅颗粒增强铝基复合材料碳化硅和颗粒状的铝复合而成，其中碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成，再和增强颗粒铝复合而成，增强颗粒铝在基体中的分布状态直接影响到铝基复合材料的综合性能,能否使增强颗粒均匀分散在熔液中是能否成功制备铝基复合材料的关键,也是制备颗粒增强铝基复合材料的难点所在。
纳米碳化硅颗粒分布的均匀与否与颗粒的大小、颗粒的密度、添加颗粒的体积分数、熔体的粘度、搅拌的方式和搅拌的速度等因素有关。
纳米颗粒铝的分散的物理方法主要有机械搅拌法、超声波分散法和高能处理法。
对复合材料铸态组织的金相分析表明，碳化硅复合材料挤压棒实物照片颗粒在宏观上分布均匀，但在高倍率下观察，可发其余代表不同粒度、含量的复台材料现SiC颗粒主要分布在树枝问和最后凝固的液相区，同时也有部分SiC颗粒存在于初生晶内部，即被初生晶所吞陷。
从凝固理论分析，颗粒在固液界面前沿的行为与凝固速度、界面前沿的温度梯度及界面能的大小有很大关系，由于对SiC颗粒的预处理有效地改善了它与基体合金的润湿性，且在加入半固态台金浆料之前的预热温度大大低于此时的合金温度，故而部分SiC颗粒就可能直接作为凝固的核心而存在于部分初生晶的内部，但是太多数SiC在枝晶相汇处或最后凝固的液相中富集，这便形成了上述的组织形貌。
低温共烧陶瓷(ltcc)滤波器行业归类问题的说明
低温共烧陶瓷（ltcc）滤波器行业归类问题的说明低温共烧陶瓷（LTCC）滤波器是一种应用广泛的微波器件，其在通信、雷达、无线传感器等领域都有着重要的作用。
然而，在行业实践中，人们常常对于LTCC滤波器的分类存在一些困惑和误解。
本文将从深度和广度两个方面入手，对LTCC滤波器行业归类问题进行全面评估和说明。
一、LTCC滤波器的基本概念1.1 LTCC滤波器的定义LTCC是指低温共烧陶瓷（Low Temperature Co-fired Ceramic）的英文缩写，是一种多层陶瓷材料，可以实现多层电路的集成，同时具有优良的介电性能和高频特性。
1.2 LTCC滤波器的作用LTCC滤波器是一种用于电路中滤波的器件，主要作用是在特定频段内剔除掉不需要的信号，保留需要的信号，确保电路的正常工作。
1.3 LTCC滤波器的分类LTCC滤波器可以根据不同的标准进行分类，包括按频率分类、按功能分类、按结构分类等。
二、LTCC滤波器的频率分类2.1 微波频率范围LTCC滤波器主要应用于微波频段，包括L波段、S波段、C波段等，针对不同频段的应用，可以进行相应的频率分类。
2.2 射频频率范围除了微波频段外，LTCC滤波器在射频频段也有着广泛的应用，例如在通信领域的基站天线系统中，常常需要使用LTCC滤波器进行射频信号的滤波。
2.3 毫米波频率范围随着5G通信技术的快速发展，毫米波频段的应用也日益增多，因此LTCC滤波器在毫米波频段的分类也是行业关注的焦点之一。
三、LTCC滤波器的功能分类3.1 高通滤波器高通滤波器是一种能够传递高于某一截止频率的信号，而阻断低于该频率的信号的器件，一般用于剔除低频干扰信号。
3.2 低通滤波器低通滤波器正好相反，它可以传递低于某一截止频率的信号，而阻断高于该频率的信号，常用于剔除高频噪声。
3.3 带通滤波器带通滤波器可以选择性地传递某一频率范围内的信号，而抑制其他频率范围的信号，在一些通信和雷达系统中有着重要的应用。
低温共烧多层陶瓷技术特点与应用
低温共烧多层陶瓷技术特点与应用低温共烧多层陶瓷（Low Temperature Co-fired Ceramic，LTCC）是一种先进的电子封装技术，其特点是可以在低温下完成陶瓷的共烧，以实现多层陶瓷的制作。
LTCC技术具有许多优点，使得它在电子封装领域得到广泛应用。
首先，LTCC技术具有良好的耐高温性能。
LTCC陶瓷可以在高温环境下长时间稳定工作，通常可以耐受高达600℃的温度。
这使得LTCC在一些需要高温运行的应用中非常有用，比如汽车电子、航空航天等领域。
其次，LTCC技术具有优异的机械性能。
LTCC陶瓷具有高硬度、高强度和低热膨胀系数等特点，可以有效抵抗机械应力和热应力，从而保证器件长时间的可靠工作。
另外，LTCC技术还具有优异的电学性能。
LTCC陶瓷具有低介电常数和低损耗因子等特点，可以有效降低信号衰减和串扰，提高信号传输的品质。
在应用方面，LTCC技术已经被广泛应用于电子封装领域，特别是微波器件、射频器件和传感器等高频应用。
在微波器件方面，LTCC技术可以实现高可靠性的微波滤波器、耦合器、功分器等器件的制造。
利用LTCC的低介电常数和低损耗因子，可以实现微波信号的高效传输和处理，提高系统的性能。
在射频器件方面，LTCC技术可以制造高性能的射频滤波器、功放、天线等器件。
利用LTCC的优异机械性能和电学性能，可以实现射频信号的高稳定性和高可靠性传输，从而提高通信系统的性能。
在传感器方面，LTCC技术可以制造高灵敏度、高稳定性的物理传感器、化学传感器和生物传感器等器件。
利用LTCC的优异的电学性能和化学稳定性，可以实现对物理量、化学量和生物分子等的高效检测和分析。
此外，LTCC技术还可以应用于医疗器械、能源管理、光电子器件等领域。
在医疗器械方面，LTCC技术可以制造高灵敏度、高稳定性的生物传感器和医用射频器件等；在能源管理方面，LTCC技术可以制造高效的功率传输器件和能源存储器件；在光电子器件方面，LTCC技术可以制造高性能的光电子器件和光通信器件。
ltcc材料
ltcc材料LTCC材料。
LTCC（Low Temperature Co-fired Ceramic）材料是一种常用的陶瓷材料，具有低温烧结、低介电损耗、优良的尺寸稳定性和优异的高频性能等特点，因此在微波、射频和无线通信领域得到广泛应用。
本文将介绍LTCC材料的基本特性、制备工艺和应用领域。
一、LTCC材料的基本特性。
1. 低温烧结特性，LTCC材料具有低烧结温度，通常在800℃以下即可完成烧结，这使得它可以与金属、热敏电阻器等低熔点材料一起烧结，为多层结构的制备提供了便利。
2. 低介电损耗，LTCC材料的介电损耗角正切值很小，一般在10^-3以下，这使得它在高频应用中具有明显的优势。
3. 尺寸稳定性，LTCC材料的线膨胀系数较小，烧结后的尺寸稳定性好，能够满足微波射频器件对尺寸精度的要求。
4. 高频性能，LTCC材料在高频下具有优异的性能，能够满足微波通信、天线、滤波器等器件的要求。
二、LTCC材料的制备工艺。
1. 材料配方，LTCC材料的主要成分包括氧化铝、氧化硅、氧化镁等，根据具体的工艺要求，可以添加玻璃粉、金属氧化物等辅助材料。
2. 成型工艺，将混合均匀的LTCC粉末与有机添加剂和溶剂混合，通过注塑、压片等工艺形成所需的坯体。
3. 烧结工艺，将成型后的坯体在氮气氛围下进行烧结，通常分为多次烧结，每次烧结温度和时间都需严格控制。
4. 金属化工艺，在LTCC基片表面通过印刷、蒸镀等工艺形成电极、导线等金属化结构。
5. 多层堆叠，将金属化的LTCC基片按设计要求进行层叠，形成多层结构。
6. 焊接封装，对多层结构进行焊接、封装，形成最终的LTCC器件。
三、LTCC材料的应用领域。
1. 微波通信，LTCC材料在微波通信领域中被广泛应用，如功分器、耦合器、滤波器等器件。
2. 射频模块，LTCC材料在射频模块中具有重要地位，如天线、功率放大器、射频开关等器件。
3. 无线通信，LTCC材料在无线通信设备中也发挥着重要作用，如WiFi模块、蓝牙模块等。
低温共烧多层陶瓷(LTCC)技术特点与应用
单芯片模块技术尚未实用化之前，被动元件在成本及特性的因素下，无法完全整合于ＩC内，必须利用外接的方式来达到功能模块，但是因为在功能模块上所使用的被动元件数目相当多，容易造成可靠度低、高生产成本及基板面积不易缩小等缺点,所以利用低温共烧多层陶瓷（Low-Teｍperature Cｏ－firｅd Cｅrａmics;LTCＣ)技术来克服上述的缺点。
低温共烧陶瓷以其优异的电子、机械、热力特性，已成为未来电子元件积集化、模块化的首选方式，在全球发展迅速,目前已初步形成产业雏形。
低温共烧陶瓷技术成被动元件显学低温共烧多层陶瓷技术提供了高度的主动元件或模块及被动元件的整合能力，并能到模块缩小化及低成本的要求，可以堆叠数个厚度只有几微米的陶瓷基板,并且嵌入被动元件以及其它IＣ,所以近年来LTCC是被动元件产业极力开发的技术。
低温共烧多层陶瓷技术是利用陶瓷材料作为基板,将低容值电容、电阻、耦合等被动元件埋入多层陶瓷基板中,并采用金、银、铜等贵金属等低阻抗金属共烧作为电极,再使用平行印刷来涂布电路,最后在摄氏850－９0０度中烧结而形成整合式陶瓷元件。
除了芯片、石英震荡器、快闪存储器以及大电容和大电阻之外，大多数的被动元件及天线都能采用低温共烧多层陶瓷（ＬTCC)技术来将元件埋入基板，容易的地将被动元件与电路配线集中于基板内层,而达到节省空间、降低成本的SoＰ(Ｓysteｍ on Packａｇｅ)目标,开发出轻、薄、短、小及低成本的模块。
图2:利用多层多成分陶瓷的共烧而实现被动元件集成电子元件的模块化已成为产品必然的趋势，尤其以LTCＣ技术生产更是目前各业者积极开发的方向。
目前可供选择的模块基板包括了LTCＣ、HTCＣ（高温共烧陶瓷)、传统的PCB 如ＦＲ4和PTＦE（高性能聚四氟已烯）等。
不过由于HTCＣ的烧结温度需在１５０0℃以上，而所采用的高熔金属如钨、钼、锰等导电性能较差，所以烧结收缩并不如LTCC易于控制，但是，HTCＣ也不是全无优点，表1、表2为高温共烧陶瓷多层基板的一些优点。
碳化硅增强铝基材料
碳化硅增强铝基材料一、概述碳化硅增强铝基材料（SiCp/Al）是一种新型的复合材料，由铝基体和碳化硅颗粒组成。
其具有优异的力学性能、高温稳定性和耐腐蚀性，广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶建造等领域。
二、制备方法1. 熔融浸渍法：将铝合金浸入含有碳化硅颗粒的熔体中，使其浸渍到一定深度后取出冷却即可得到SiCp/Al复合材料。
2. 热压法：将铝合金与碳化硅颗粒混合后，在高温高压下进行热压成型，制备出具有均匀分布的SiCp/Al复合材料。
3. 溶胶-凝胶法：将铝溶液与碳化硅颗粒混合后，在特定条件下进行溶胶-凝胶反应，形成SiCp/Al复合材料。
三、性能表现1. 强度：SiCp/Al复合材料具有较高的强度和刚度，可用于制造高强度零部件。
2. 韧性：SiCp/Al复合材料具有较好的韧性和抗裂性能，可有效防止零件在使用中发生断裂。
3. 耐磨性：SiCp/Al复合材料具有较好的耐磨性，在高速运动和重载条件下仍能保持较长寿命。
4. 耐腐蚀性：SiCp/Al复合材料具有良好的耐腐蚀性，可用于制造耐腐蚀零部件。
四、应用领域1. 航空航天领域：SiCp/Al复合材料可用于制造飞机、导弹等高强度、高速度零部件。
2. 汽车制造领域：SiCp/Al复合材料可用于制造汽车发动机缸体、变速箱壳体等高强度零部件，提高汽车整体性能。
3. 船舶建造领域：SiCp/Al复合材料可用于制造船舶结构零部件，提高船舶的耐久性和安全性。
五、未来发展趋势1. 提高制备工艺水平，实现规模化生产。
2. 开发新型碳化硅增强铝基材料，提高性能表现。
3. 拓展应用领域，开发更多高性能、高强度的SiCp/Al复合材料。
LTCC的概念低温共烧陶瓷
LTCC的概念低温共烧陶瓷LTCC（Low Temperature Co-fired Ceramic）是一种低温共烧陶瓷技术，用于制造多层陶瓷板（MLCC）和射频模块（RF Module）等微电子器件。
LTCC技术以其优异的电性能、热性能和机械性能，成为了电子器件封装技术领域中的重要技术之一LTCC技术的核心在于材料的成分和共烧工艺的控制。
LTCC材料主要由陶瓷粉体、玻璃粉体和有机添加剂等组成。
这些粉体经过共烧过程，形成致密的陶瓷结构，其中陶瓷相和玻璃相具有不同的性质，以满足不同的应用需求。
共烧工艺包括成形、裁切、粘贴、层压和共烧等步骤，要求温度控制和气氛控制等因素，以确保陶瓷板具有良好的性能和可靠性。
LTCC技术具有许多优势。
首先，LTCC材料具有优异的介电性能，能在高频率下传输信号，且具有较低的介电损耗。
而且LTCC材料还具有良好的热导率和热稳定性，能够在高温环境下工作。
其次，LTCC制造工艺相对简单，可以实现高度集成和微型化。
它可以在一块陶瓷板上制造出多个电路和部件，减少了连接线的长度和功耗，提高了可靠性和效率。
此外，LTCC材料可与金、银等导电材料粘接，在电路板上制造导线和元件，从而实现高度集成。
LTCC技术已广泛应用于电子通信、汽车、医疗、物联网和航天等领域。
在电子通信领域，LTCC技术可以制造高速率的射频滤波器和耦合器，用于无线通信和卫星通信等应用。
在汽车领域，LTCC技术可以制造汽车电子模块，如发动机控制单元（ECU）、车载导航系统和胎压监测系统等。
在医疗领域，LTCC技术可以制造医疗传感器、无线医疗设备和植入式医疗器械等。
在物联网领域，LTCC技术可以制造智能家居设备、智能穿戴设备和智能监控设备等。
在航天领域，LTCC技术可以制造高温和高频率下工作的射频模块和元件。
虽然LTCC技术具有众多的优点，但也存在一些挑战和局限。
首先，LTCC材料的陶瓷粉体和玻璃粉体的选择和制备对材料的性能有重要影响。
低温共烧多层陶瓷技术特点与应用
低温共烧多层陶瓷技术特点与应用
1.技术特点：
(1)低温共烧：LTCC技术能够在较低的温度下进行烧结，通常在
850°C-900°C之间，相对于传统的高温烧结工艺，降低了能源消耗。
(2)多层结构：LTCC技术可以制作多层结构的封装材料，每一层都可
以设计电路线路和电器元件的连接点。
(3)绝缘性能：LTCC材料具有良好的绝缘性能，可以避免电路线路之
间的干扰，提高电路的可靠性。
(4)低介电损耗：LTCC材料的介电损耗较低，可以在高频电路中保持
较高的信号传输质量。
(5)高温稳定性：LTCC材料在高温条件下具有良好的稳定性，可以应
用于高温环境下的电子封装。
2.应用：
(1)射频模块：由于LTCC材料具有较好的高频性能，能够在高频范围
内传输信号，因此应用于射频模块的制作中，如天线模块、射频滤波器等。
(2)传感器：LTCC材料具有高温稳定性和良好的绝缘性能，适用于制
作各种传感器，如温度传感器、湿度传感器等。
(3)多层电路板：由于LTCC技术可以制作多层结构，可以用来制作多
层电路板，实现高密度的线路连接。
(4)微波封装：由于LTCC材料在高温下具有良好的稳定性和低介电损
耗的特点，可以应用于微波封装中，如滤波器、功率放大器等。
(5)模组封装：LTCC技术可以制作复杂的三维结构，可以用于模组封装，如无线通信模块、传感器模块等。
总之，低温共烧多层陶瓷(LTCC)技术以其低温烧结、多层结构、良好
的绝缘性能和高温稳定性等特点，被广泛应用于电子封装领域，为高性能、高密度的电子器件提供了一种可靠的封装材料。
ltcc材料
ltcc材料LTCC材料。
LTCC（Low Temperature Co-fired Ceramic）材料是一种低温共烧陶瓷材料，具有优异的性能和广泛的应用领域。
本文将介绍LTCC材料的特性、制备工艺和应用领域。
首先，LTCC材料具有优异的介电性能和热稳定性。
由于其低介电损耗和较高的介电常数，LTCC材料被广泛应用于微波器件、射频模块和天线等领域。
同时，LTCC材料的热膨胀系数与硅基片材料相匹配，使其成为集成电路封装的理想选择。
其次，LTCC材料具有优异的机械性能和化学稳定性。
其高强度和硬度使其在高温、高压环境下依然能够保持稳定的性能。
此外，LTCC材料对酸碱等化学物质具有较好的耐蚀性，适用于化工领域的传感器、探测器等器件的制备。
LTCC材料的制备工艺主要包括材料配方、成型、烧结和后续加工。
在材料配方阶段，需要精确控制各种成分的比例，以确保材料具有稳定的性能。
在成型阶段，常采用注塑成型、压铸成型等工艺，将粉末材料成型为所需的形状。
烧结是LTCC材料制备的关键步骤，通过控制烧结温度和时间，实现材料的致密化和结晶化。
最后，经过后续的加工工艺，如切割、打孔、镀金等，得到最终的LTCC器件。
LTCC材料在微波器件、射频模块、集成电路封装、传感器等领域有着广泛的应用。
在微波器件中，LTCC材料常用于制备耦合器、滤波器、功分器等器件，其低损耗和高频率特性使其成为微波通信领域的重要材料。
在射频模块中，LTCC材料可用于制备功率放大器、混频器、隔离器等器件，满足射频通信系统对高频、高功率的需求。
此外，LTCC材料还被广泛应用于汽车电子、医疗器械、航天航空等领域，为现代科技的发展提供了重要支撑。
总之，LTCC材料具有优异的性能和广泛的应用前景，其制备工艺和应用领域不断得到拓展和深化。
随着科技的不断进步和需求的不断增长，LTCC材料必将在更多领域展现其独特的价值和潜力。
低温共烧陶瓷 LTCC工艺的技术及发展
低温共烧陶瓷 LTCC工艺的技术及发展作者：陕西国防工艺职业技术学院电子信息学院西安市户县 710300摘要：低温共烧陶瓷( L TCC) 技术是近年发展起来的令人瞩目的整合组件技术，已经成为无源集成的主流技术，成为无源元件领域的发展方向和新的元件产业的经济增长点。
叙述了低温共烧陶瓷技术(LTCC) N制备工艺以及未来应用前景。
关键词：低温共烧陶瓷； LTCC工艺；基板引言：低温共烧陶瓷 ( Low— Temperatue cofired ceramics ，LTCC ) 技术，就是将低温烧结陶瓷粉经过流延制成厚度精确而且致密的生瓷带，作为电路基板材料，在生瓷带上打孔、微孔填充、精密导体浆料印刷、叠片以及层压等工艺制出所需要的电路图形，并将多个无源元件埋入其中，然后叠压在一起，在900℃下烧结，制成三维电路网络的无源集成组件，也可制成内置无源元件的三维电路基板，在其表面可以贴装 I C和有源器件，制成无源／有源集成的功能模块。
随着微电子信息技术的迅猛发展，电子整机在小型化、便携式、多功能、数字化及高可靠性、高性能方面的需求，对元器件的小型化、集成化以至模块化要求愈来愈迫切。
LTCC是 1982年由休斯公司开发的新型材料技术。
它采用厚膜材料，根据预先设计的结构，将电极材料、基板、电子器件等一次性烧成，是一种用于实现高集成度、高性能的电子封装技术。
LTCC技术集中了厚膜技术和高温共烧陶瓷技术 ( High Temp eraure Co — fired Ceramic HTCC ) 的优点，有更广阔的应用前景。
目前， LTCC 普遍应用于多层芯片线路模块化设计中，它除了在成本和集成封装方面的优势外，在布线线宽和线间距、低阻抗金属化、设计的多样性及优良的高频性能等方面有更广阔的发展前景。
1 LTCC工艺技术以来料为Dupont pt 951 生瓷片做实验，环境温度(20 ~5 ) ℃，湿度40 ％~6 5 ％，流程工艺如图 1 所示。
碳化硅增强铝基复合材料的界面结合机理
碳化硅增强铝基复合材料的界面结合机理引言碳化硅增强铝基复合材料 (SiCp/Al) 以其高强度、高刚性、低密度等优良性能在航空、航天、汽车等行业得到广泛应用。
而其中，界面结合机理是该复合材料的关键因素之一。
本文将深入探讨碳化硅增强铝基复合材料的界面结合机理。
二级标题1：碳化硅增强铝基复合材料的制备方法碳化硅增强铝基复合材料的制备方法多种多样，包括粉末冶金法、熔体浸渍法、等离子体喷涂法等。
不同的制备方法对于界面结合机理的影响有所不同。
以下是几种常见的制备方法：粉末冶金法1.将铝粉末与碳化硅颗粒按一定比例混合。
2.将混合粉末放入模具中，并施加适当的压力。
3.将模具放入高温炉中进行烧结，使铝和碳化硅颗粒结合。
熔体浸渍法1.将铝熔体浸渍进预先制备好的碳化硅颗粒床中。
2.在一定的温度和压力下进行保温处理，使铝和碳化硅颗粒相互结合。
等离子体喷涂法1.利用等离子体喷涂设备将铝和碳化硅粉末同时喷涂到基底上。
2.在高温下进行退火处理，使铝和碳化硅颗粒形成结合。
二级标题2：碳化硅增强铝基复合材料的界面结构碳化硅增强铝基复合材料的界面结构是指铝基体与碳化硅颗粒之间的结合形式。
根据界面结构的不同，可以分为以下几种情况：无结合层界面在某些情况下，铝基体与碳化硅颗粒之间没有明显的结合层，仅靠机械力硬性固定。
化学结合层界面铝基体与碳化硅颗粒之间形成了化学结合层。
在熔体浸渍法和等离子体喷涂法中，由于高温、高压的作用，铝和碳化硅颗粒发生化学反应，形成化学键。
机械结合层界面铝基体与碳化硅颗粒之间形成了机械结合层。
在粉末冶金法中，通过适当的压力，使铝和碳化硅颗粒之间产生摩擦、挤压和冷焊现象。
渗透结合层界面铝基体与碳化硅颗粒之间形成了渗透结合层。
在熔体浸渍法中，铝熔体通过碳化硅颗粒的细孔结构进入其内部，形成渗透结合。
二级标题3：碳化硅增强铝基复合材料的界面结合机理碳化硅增强铝基复合材料的界面结合机理是指铝基体与碳化硅颗粒之间的结合机制。
低温共烧陶瓷LTCC埋置电感的研究
源元件 看作 为一个两端 口网络 ， 解算 出它的散射参数。 正如我们所知 ， 表征电感 的两个重要参数是有效 电感值 （。 Ｌ仃）和 电感 的 品质因子 （ ） Ｑ ，它们 可 由其 散射 参 数值 推 出…：
Ｌｆ ｌ Ｉ Ｖ ’ Ｑ＝ ｅ＝ ２ ’ ｍ（ ） ｔ
Ｌ 。
高 ， 来越 多的功能被集成到单片上 ， 越 这对集成无源元
件形成很大 的压力。而低温共烧 陶瓷 （ Ｔ Ｃ） Ｌ Ｃ 正是一 种可通过多层陶瓷和铁氧体 的共烧和图形化来实现无源 元件集成 的技术 。 它可以将 电路 中的无源元件如 电感 、 电容 、 电阻和连线埋 于介质基板里进行共烧 ， 并用通孔
ｍ ｅｉ ｏ ｅ ｉ ｅｄ ｔｂａ ｅ ｒ ｆｄ ｖ ｃ ａ ｓ ． ｔ ａ Ｋ ｅ ｒ ｓ ｌ ｗ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ Ｏ ｆｒ ｄｃ ｒ ｍｉ ； ｍ ｂ ｄ ｅ ｎ ｕ ｔ ｒ ｅ ｕ ｖ ｅ ｔ ｉｃ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ： ｏ ｔ ｅ ａｕ ｅＣ — ｅ ｅａ Ｃ ｅ ｅ ｄ ｄ ｉ ｄ ｃｏ ； ｑ ｉ ａ ｎ ｒｕ ｅ ｉ ｌ ｃ ｉ
与表面有源元件互连 。 比起传统 的元 件贴装于电路基板
表面 ，Ｔ Ｃ Ｌ Ｃ 技术将有效地减少无源元件在 电路 中所 占
的面积 ， 也提高了电路 的可靠度 。 文就对这种适用于 本
Ｌ Ｃ Ｖ 的片式叠层 电感进行设 计与制作 ， Ｔ Ｃ－艺 详细分析 了各个参数对其性 能的影响。
收 稿 日期 ： ０ ７ ０ － ２ ２ ０ － ３ １
结构，并进行 了仿真。分析 了结构变化 对电感各参数的影响 ，并通过 Ｌ Ｃ Ｔ Ｃ工艺流程 实现 样品的制作 。 经 Ａ ｆ ｎ４ ８ Ａ）．２ １ ｇ ｅｔ２ ５ ￣４ ９ Ｂ等仪 器测试 ，仿 真结果与 实测结果完全一致 ，为等效模型的提取和元件库的 ｌ ，
19低温共烧陶瓷(LTCC)技术
低温共烧陶瓷（LTCC）技术郁建元李悦（唐山学院，河北唐山063000）摘要主要概述了低温共烧陶瓷（Low Temperature Co-fired Ceramics，简称LTCC）材料的应用和研究现状。
作为一种新兴的集成封装技术，低温共烧陶瓷（LTCC）技术以其优良的高频和高速传输特性、小型化、高可靠而备受关注。
关键词LTCC技术材料特性发展趋势Low Temperature Co-fired Ceramic (LTCC) TechnologyYU Jianyuan Li Yue(Tangshan College, the Department of Environmental and Chemical Engineering,Tangshan, 063000)Abstract: This paper reviews the application and research progress of low temperature co-fired ceramics (LTCC) materials.As a new integrating and packing technology, the low temperature co-firedceramic (LTCC) technology attracts close attention for its excellent high frequency and high speedtransfer characteristics, miniaturization, high reliability.Key words: LTCC technology, material characteristics, development低温共烧陶瓷是与高温共烧陶瓷（High Temperature Co-fired Ceramics, 简称HTCC）相对而言的。
低温共烧陶瓷(LTCC)封装
摘要：低温共烧陶瓷（Low Temperature Co-Fired Ceramics, LTCC ）封装能将不同种类的芯片等元器件组装集成于同一封装体内以实现系统的某些功能，是实现系统小型化、集成化、多功能化和高可靠性的重要手段。
总结了LTCC 基板所采用的封装方式，阐述了LTCC 基板的金属外壳封装、针栅阵列（ Pin Grid Array, PGA）封装、焊球阵列（Ball Grid Array,BGA ）封装、穿墙无引脚封装、四面引脚扁平（Quad Flat Package, QFP ）封装、无引脚片式载体（Leadless Chip Carrier, LCC ）封装和三维多芯片模块（Three-Dimensional MulTIchip Module, 3D-MCM ）封装技术的特点及研究现状。
分析了LTCC 基板不同类型封装中影响封装气密性和可靠性的一些关键技术因素，并对LTCC 封装技术的发展趋势进行了展望。
1 引言便携式通讯系统对电子产品的需求和对电子整机高性能的要求极大地推动着电子产品向小型化、集成化、多功能、高频化和高可靠性等方向发展，同时也带动了与之密切相关的电子封装技术的发展。
电子封装技术直接影响着电子器件和集成电路的高速传输、功耗、复杂性、可靠性和成本等，因此成为电子领域的关键技术。
在摩尔定律继续发展面临来自物理极限、经济限制等多重压力的现实下，以超越摩尔定律为目标的功能多样化成为集成电路技术发展的主要方向之一，迫使人们将整机产品性能的提高更多地转向在封装内实现多种功能集成的系统产品和封装中功能密度的提高。
电子封装按照所使用的封装材料来划分，分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装。
金属封装气密性好，不受外界环境因素的影响，但价格昂贵，外型灵活性小，不能满足半导体器件快速发展的需要；塑料封装以环氧树脂热固性塑料应用最为广泛，具有绝缘性能好、价格低、质量轻等优点，性价比最高，但是气密性差，对湿度敏感，容易膨胀爆裂；陶瓷封装可与金属封装一样实现气密性封装，具有气密性好、绝缘性能好、热膨胀系数小、耐湿性好和热导率较高等特点，但也有烧结精度波动、工艺相对复杂、价格贵等不足。
ltcc材料
ltcc材料LTCC材料。
LTCC（Low Temperature Co-fired Ceramic）是一种低温共烧陶瓷材料，它具有优异的性能和广泛的应用。
LTCC材料由陶瓷粉末和有机粘结剂混合而成，然后在低温下共烧而成。
这种材料在微波、射频和高频电子器件中得到了广泛的应用，同时也被用于传感器、天线、滤波器和其他无源器件的制造。
LTCC材料具有许多优异的性能，首先是其优异的介电性能。
由于LTCC材料的低损耗和低介电常数，使得它在微波和射频器件中具有很好的性能。
其次，LTCC材料的热膨胀系数与硅和镍铁合金非常接近，这使得它在制造多层封装器件时能够有效地减少热应力。
此外，LTCC材料的加工性能也非常好，可以通过压铸、模压和厚膜印刷等工艺制备出复杂的结构和精密的器件。
在微波和射频器件中，LTCC材料通常被用于制造滤波器、耦合器、功分器、混频器等器件。
其低损耗和低介电常数使得LTCC材料在微波传输中能够减少信号的衰减和色散，从而提高了器件的性能。
同时，LTCC材料的加工性能也使得器件的制造变得更加简单和精确。
除了在微波和射频器件中的应用，LTCC材料还被广泛应用于传感器和天线的制造。
由于其优异的介电性能和加工性能，LTCC材料可以制备出高灵敏度和高性能的传感器，例如压力传感器、温度传感器和气体传感器等。
同时，LTCC材料也被用于制造天线，其优异的微波性能使得LTCC天线在通信系统中具有重要的应用价值。
总的来说，LTCC材料具有优异的性能和广泛的应用前景。
在微波、射频和高频电子器件中，LTCC材料能够提高器件的性能和可靠性；在传感器和天线领域，LTCC材料能够制造出高性能的器件。
随着科技的不断发展，LTCC材料的应用前景将会更加广阔，为电子器件和传感器领域的发展提供更多可能性。
低温共烧陶瓷(LTCC)配套浆料和相关材料开发与应用方案(一)
低温共烧陶瓷（LTCC）配套浆料和相关材料开发与应用方案一、实施背景随着电子产业的快速发展，低温共烧陶瓷（LTCC）技术以其高密度、高可靠性和低成本等优势，广泛应用于电子封装、基板制造等领域。
然而，当前LTCC 材料体系不够完善，配套浆料及相关材料存在较大的提升空间，制约了LTCC 技术的进一步发展。
因此，开展LTCC 配套浆料和相关材料的开发与应用研究，对于推动电子产业升级具有重要意义。
二、工作原理LTCC 配套浆料和相关材料开发与应用方案的工作原理主要包括两个方面：一是通过优化材料配方，提高LTCC 材料的性能；二是通过改进生产工艺，实现LTCC 材料的规模化生产。
首先，针对LTCC 材料的性能提升，我们将采用特种陶瓷粉体、有机载体、添加剂等原料，通过精细研磨、调配、改性等工艺手段，制备出高性能的LTCC 浆料。
该浆料具有高粘度、高稳定性、高浸润性等优点，能够满足不同应用场景的需求。
其次，针对LTCC 材料的规模化生产，我们将引进先进的流延机、烧结炉等设备，建立自动化生产线。
通过优化工艺参数，实现LTCC 材料的快速制备和高效烧结。
此外，我们还将建立完善的质量控制体系，确保产品的稳定性和一致性。
三、实施计划步骤1.材料配方研究：开展特种陶瓷粉体、有机载体、添加剂等原料的研究，优化材料配方，制备出高性能的LTCC 浆料。
2.生产工艺研究：引进先进的流延机、烧结炉等设备，建立自动化生产线，优化工艺参数，实现LTCC 材料的快速制备和高效烧结。
3.产品应用研究：与电子封装、基板制造等领域的企业合作，开展LTCC 材料的实际应用研究，探索其在实际生产中的应用潜力。
4.成果转化推广：将研究成果转化为实际生产力，推广至电子产业领域，促进电子产业的升级发展。
四、适用范围本方案适用于电子封装、基板制造等领域的企业，旨在提供高性能、低成本的LTCC 材料解决方案。
通过本方案的实施，企业可以提高产品性能、降低生产成本、缩短研发周期，提升市场竞争力。
铝基碳化硅复合材料
铝基碳化硅复合材料
铝基碳化硅（Al/SiC）复合材料是一种性能优异的复合材料，具有高强度、高刚性、耐热性和耐腐蚀性等优点，因此在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到了广泛的应用。
本文将对铝基碳化硅复合材料的制备方法、性能特点及应用领域进行详细介绍。
首先，铝基碳化硅复合材料的制备方法包括粉末冶金法、溶液浸渍法、热压法等。
粉末冶金法是将铝粉与碳化硅颗粒混合后在高温下进行烧结得到复合材料；溶液浸渍法是将铝液浸渍在碳化硅纤维预制件中，再经过热处理形成复合材料；热压法则是将铝和碳化硅粉末层层堆叠后进行热压成型。
这些方法各有优缺点，可以根据具体的应用需求选择合适的制备方法。
其次，铝基碳化硅复合材料具有优异的性能特点。
其高强度和高刚性使其在航空航天领域得到广泛应用，可以用于制造飞机结构件、导弹外壳等；耐热性和耐腐蚀性使其在汽车制造领域有着重要的地位，可以用于发动机缸体、制动系统等零部件；同时，铝基碳化硅复合材料还具有良好的导热性和导电性，因此在电子设备领域也有着广泛的应用前景。
最后，铝基碳化硅复合材料的应用领域不断拓展。
随着科技的进步和工艺的改进，铝基碳化硅复合材料的制备成本逐渐降低，性能不断优化，因此在航空航天、汽车制造、电子设备等领域的应用将会更加广泛。
同时，铝基碳化硅复合材料的可持续发展也将成为未来的研究热点，人们将不断探索其在新能源、环保等领域的应用潜力。
综上所述，铝基碳化硅复合材料具有制备方法多样、性能优异、应用领域广泛等特点，是一种具有巨大发展潜力的复合材料。
随着科技的不断进步和工艺的不断改进，相信铝基碳化硅复合材料将在未来的各个领域中发挥越来越重要的作用。
碳化硅铝基复合材料
碳化硅铝基复合材料
碳化硅铝基复合材料（SiC-Al composites）是一种新型的结构材料，它具有高强度、高模量、高热稳定性和低热膨胀系数等优良特性，因此在航空、航天、化工等领域中得到
了广泛的应用。
碳化硅铝基复合材料主要由碳化硅（SiC）粉末、铝（Al）粉末、以及其他添加剂如增塑剂、增强剂等组成。
这些材料经过混合，然后在高温下进行烧结或热压制成具有复合性
能的材料。
其中碳化硅作为主要的增强相，因其具有高硬度、高热稳定性、耐腐蚀性等优
良物理化学特性，可以增强材料的耐热性和强度；铝则作为基体相，具有良好的可加工性
和导热性，可以提高材料的可加工性和传热性能。
碳化硅铝基复合材料具有很多优良特性，如高强度、高刚度、高耐热性、低热膨胀系数、耐腐蚀性好等。
其中，其高强度和高刚度主要是由于其增强相碳化硅的独特物理化学
特性，而其耐热性和低热膨胀系数则是由于其铝基体的质地和热处理工艺所决定的。
近年来，随着碳化硅铝基复合材料技术的不断发展，其应用范围也在不断扩大。
例如，在航空航天领域中，碳化硅铝基复合材料可以用于制造先进的高温结构材料和推进器材料；在化工领域中，它可以被用于制造耐高温、耐腐蚀的管道和设备。
尽管碳化硅铝基复合材料具有很多优良特性，但同时也存在一些局限性。
例如，其制
造工艺较为复杂，以及成本较高等。
另外，在碳化硅铝基复合材料的制备过程中，如果控
制不好工艺参数，容易出现气孔等缺陷，进而影响其性能。
综上所述，碳化硅铝基复合材料是一种应用前景广阔的材料，具有很多优良特性。
今后，随着科学技术的不断发展，碳化硅铝基复合材料的制备和应用将会得到进一步的提高
和拓展。
铝碳化硅介绍
一铝碳化硅简介铝碳化硅AlSiC（SICP/Al或Al/SiC、SiC/Al），是铝基碳化硅颗粒增强复合材料的简称，是一种颗粒增强金属基复合材料，采用Al合金作基体，按设计要求，以一定形式、比例和分布状态，用SiC颗粒作增强体，构成有明显界面的多组相复合材料，兼具单一金属不具备的综合优越性能，充分结合了陶瓷和金属铝的不同优势，实现了封装轻便化、高密度化等要求。
二材料性能AlSiC密度在2.95~3.1g/cm3之间，热膨胀系数（CTE）6.5~9ppm/℃，具有可调的体积分数，提高碳化硅体积分数可以使材料的热膨胀系数显著降低。
同时，铝碳化硅还具有高的热导率和比刚度，表面能够镀镍、金、银、铜，具有良好的铝碳化硅复合材料的比刚度是所有电子材料中最高的：是铝的3倍，铜的25倍，另外铝碳化硅的抗震性好，因此是恶劣环境（震动较大，如航天、汽车等领域）下的首选材料。
铝碳化硅复合材料已成为航空航天、国防、功率模块和其他电子元器件所需求的新型封装材料。
用于航空航天微波、功率放大模块等电子器件及模块的封装壳体或底座。
一方面AlSiC（铝基碳化硅）的热膨胀系数与半导体芯片和陶瓷基片实现良好的匹配，能够防止疲劳失效的产生,甚至可以将功率芯片直接安装到AlSiC（铝基碳化硅）基板上；另一方面AlSiC（铝基碳化硅）的热导率是可伐合金的十倍，芯片产生的热量可以及时散发。
这样，整个元器件的可靠性和稳定性大大提高。
■热膨胀系数等性能可通过改变其组成而加以调整，因此产品可按用户的具体要求而灵活地设计，能够真正地做到量体裁衣，这是传统的金属材料或陶瓷材料无法作到的。
■密度与铝相当，比铜和Kovar轻得多，还不到Cu/W的五分之一，特别适合于便携式器件、航空航天和其他对重量敏感领域的应用。
■比刚度（刚度除以密度）是所有电子材料中最高的：是铝的3倍，是铜的25倍，另外AlSiC（铝基碳化硅）的抗震性比陶瓷好，因此是恶劣环境（震动较大，如航天、汽车等领域）下的首选材料。
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文章编号:100520299(1999)增刊20153204铝基碳化硅增强材料(Al/SiC)和低温共烧陶瓷(LTCC)的钎焊郭明华,王听岳(南京电子技术研究所,江苏南京210000)摘 要:铝基碳化硅增强材料(Al/S iC)和低温共烧陶瓷(LT CC)适合高性能微波电路的高密度组装.对这两种材料进行焊接时,温度和气氛对基材的焊接性能影响很大.铝基碳化硅增强材料的镀层在焊接温度时容易发生氧化,低温共烧陶瓷的厚膜导体在真空加热和高温还原性气体的条件下焊接性劣化.采用金基钎料中温钎焊时,优质的焊料和合理的焊接工艺是获得优质焊缝的关键.关键词:铝基碳化硅增强材料;低温共烧陶瓷;焊接性中图分类号:TG454 文献标识码:A Soldering of SiC particulate2reinforced aluminum(Al/SiC)andlow temperature co2fired ceramic(L TCC)materialsG UO Ming2hua,W ANG T ing2yue(Nan Jing Research Institute of E lectronics T echnology,Nanjing210000,China)Abstract:SiC particulate2rein forced aluminum(Al/SiC)and low tem perature cofired ceramic(LT CC)material are very suitable for high performance microwave circuit packages.S olderability of tw o materials is greatly influenced by tem perature and atm osphere.The plate layer of Al/SiC is easily oxidized when the material is atm osphere treatment. The film conductor′s s olderability of LT CC will become weak when heated in vacuum or heated in reduced atm o2 sphere.Proper s oldering process and using high quality s oldering material are the essential factor to gain g ood joint when middle2tem perature s oldering where g old bases s older is used.K ey w ords:Al/SiC;LT CC;s olderability 军用和航天电子系统电路要求组装密度高,封装体积小,结构重量轻,性能可靠性高.为适应这种需求,MC M技术应运而生[1].MC M-C技术是MC M技术的重要分支.为满足机载相控阵雷达和航天电子高频微波电路的组装要求,采用新型金属复合材料Al/SiC和LT CC.它们优良的性能为MC M-C技术提供了理想的封装和基板材料[2,3].图1为采用MC M-C技术,以这两种材料为组装基材的机载相控阵雷达T/R组件.微波有图1 采用Al/S iC和LT CC材料的T/R组件Fig.1 T/R m odule based on Al/S iC and LT CC materials 第7卷 增刊材 料 科 学 与 工 艺 V ol.7 Sup 1999年 MATERI A L SCIE NCE&TECH NO LOGY 1999 源T/R组件的接地和散热是微波电路性能和可靠性的保证,获得优质的LT CC基板和Al/SiC壳体的面接触焊缝非常重要.本文介绍了这两种材料的性能,重点讨论了它们焊接性和制订适当的焊接工艺对获得优质焊缝的重要性.1 材料性能和焊接结构1.1 铝基碳化硅(Al/SiC)增强材料铝基碳化硅增强材料是以SiC作为基体,在高温和高压下将熔融的Al渗入其中熔合而成.与其它的电子封装材料相比(表1)Al/SiC材料做成的封装结构重量轻,导热性较好,具有净成型(net shape)加工能力,能够加工较为复杂的封装结构.表1中,α为热膨胀系数,λ为热导率,ρ为密度.表1 常用电子材料的性能T able1 Properties of conventional electronic m aterials材料α/10-6K-1λ/w・(m・K)-1ρ/kg・cm-3S i 4.10135.0 2.30G aAs 5.8039.0 5.30Al2O3 6.5020.0 3.90AlN 4.50250.0 2.90Cu 17.00400.0 8.90K ovar 5.9017.0 8.30M o 5.00140.0 10.20W85/Cu156.50167.0 16.60BeO 6.7250.0 2.90A l/S iC8.10176.0 3.03Ferro6LT CC7.00 2.0 2.50 通过调整Al/SiC材料中SiC和Al的比例可以获得不同热膨胀系数(CTE)的基材从而和半导体芯片、微波电路组装用基板的热膨胀系数相匹配.Al/SiC材料目前是国外军事和航天领域高性能微波电路广泛采用的电子封装材料.1.2 低温共烧陶瓷(LT CC)LT CC材料介电常数低(K=5.2～5.9),插入损耗小,微波性能优越.热膨胀系数(CTE)接近Si 和G aAs芯片的热膨胀系数(表1),允许半导体芯片和LT CC基板直接组装.LT CC基板采用生瓷叠片工艺和高电导率的Au浆/Ag浆为布线导体,基板布线层数多、布线密度高.克服了高温共烧陶瓷(HT CC)基板采用低导电率布线导体(Mn-M o 和易氧化的Cu等)以及布线层数有限的不足.图2为LT CC基板的一般结构.LT CC的应用达到提高组装密度、减少损耗和降低延迟时间的目的,是高性能微波电路的常用的基板材料.1-微带线;2-S M D焊盘;3-导热/接地孔;4-层间互联孔;5-电源线;6-RF电源线;7-地线;8-背面金属化图2 LT CC基板结构Fig.2 LT CC substrate structure1.3 焊接结构LT CC基板其本身热导率不高(热导率为2.0～2.5W/(m・K)),通常在功率芯片焊盘下面或其它相应地方做有和背面金属层相连的散热/接地孔(图2).背面金属层使得接地更为可靠,同时提高了基板的散热能力.组装时背面金属层也是LT CC基板和Al/SiC壳体的焊接面.LT CC基板和Al/SiC壳体的焊接结构可以简化为图3表示的接头类型.1-LTCC基板;2-钎料;3-Al/S iC壳体图3 焊接结构Fig.3 S oldering structure2 材料焊接性和钎料选用2.1 Al/SiC焊接性铝基碳化硅增强材料是以SiC基体渗铝Al熔合而成.理想的Al/SiC材料铝在SiC基体的间隙中均匀分布,在需要焊接的地方,SiC颗粒和Al金属相间均匀分布在基体表面,不能直接用于焊接,需要对其做可焊性涂覆处理.目前较为成熟的方法是在Al/SiC表面先用化学方法镀Ni-P作为附着层,在附着层上根据需要镀适合Sn-Pb基钎料和Au基钎料中温钎焊的可焊层,最后为防止可焊・451・材 料 科 学 与 工 艺1999年 层的氧化再镀一层保护层.在加热的时候,不同涂层的金属发生互溶,原来相对较为平坦的镀层会在粗糙不平的Al/SiC基体表面软化、陷落,随着表面的不平而起伏.这样增加了镀层的表面积,这时由于溶解和扩散以及不致密镀保护层的影响,用于焊接的可焊层金属会到达镀层的最表面,如果焊接过程是在氧化的气氛中(例如空气中),到达镀层最表面的可焊层金属会很快被氧化,使得熔化的钎料对其表面润湿能力急剧下降,焊缝相应出现孔隙,引起接头性能下降.加厚保护层金属的涂镀,也避免不了在氧化气氛中钎焊时可焊性镀层的氧化.2.2 LTCC基板的焊接性LT CC基板的焊接是以厚膜工艺烧结的导体层为媒介(如图2的S MD焊盘 背面金属化层).导体层根据需要印烧不同的金属浆料.常用适合于金基(Au/Sn Au/G e Au/G e)钎焊的导体金属浆料为纯金浆.纯金浆的可焊性虽然很好,但是它与LT CC基体的附着强度差,耐焊性不好.需要在LT CC基体上先印烧一层Au-Pd附着层,然后再印烧Au浆作为焊接层.LT CC用的金浆在烧接时主要依靠粘接相中的玻璃相和加入其中的氧化物(主要为CuO)与基体产生机械的和化学的结合力[4].真空加热、高温处理以及高温下还原性气体的存在对导体的焊接性影响很大[5].真空加热会导致粘结相的玻璃组份软化、上浮和蒸发,导体表现为良好的可焊性和低的耐焊性.高温处理时,玻璃相也会上浮,降低可焊性和耐焊性.高温下还原性气氛的存在(750℃,10H2/90N2),使得粘结相中的金属氧化物组份被还原,导体与基体的化学结合力下降,降低了导体的附着强度.2.3 钎料的选用综合两种材料表现出的焊接性,对它们的焊接可以采用Sn-Pb基钎料和Au基钎料,为了满足性能和组装条件的需要,许多场合采用Au基钎料.Au基钎料焊接时不需要焊剂的参与,因此钎料的本身性能对焊接质量影响很大.良好的钎料必须本身应有较强的润湿能力和尽可能低的氧化程度.有些金基钎料,如三明治式Sn/Au/Sn结构的金锡共晶钎料,采用这些钎料焊接时,即使是在还原性气氛中(N2+H2)焊接,H2气在有限的焊接温度和时间内也不足以还原钎料表面的氧化物.钎料的氧化膜如果不能及时有效地排除,则受压破碎的氧化膜就可能会被从破碎处溢出的钎料包围,或是由于氧化膜的阻挡,基板表面没有被钎料润湿,这样在冷却时就会在焊缝处出现夹杂和气孔,降低了接头的可靠性.因此显微组织均匀,无气孔,玷污小的焊料是获得优质焊缝的重要保证.3 焊接工艺 Al/SiC和LT CC基板采用Au基钎料钎焊时,在焊接温度下,融化的钎料在Al/SiC的镀层金属和LT CC厚膜导体上铺展,润湿,并且发生溶解和扩散,经冷却形成焊接接头.图4为采用Au/G e钎料、N2+H2的气氛、450℃条件下获得的钎焊接头显微结构图.此过程中,获得优质焊接接头除了钎料本身的影响外,焊接工艺也很重要.图4 接头剖面显微结构图(还原气氛中钎焊)Fig.4 M icrostructure of welding2joint cross section(s oldering in reduced atm osphere)3.1 钎焊气氛和温度的影响Al/SiC和LT CC基板以及Au基钎料在制造和存储过程中,其表面不可避免的被氧化.Al/SiC 基板和LT CC基板表面的涂层被氧化,影响了融化的钎料在其表面的铺展和润湿.钎料的表面氧化皮如果在焊接过程中不能及时有效的排除,就会导致焊缝出现夹杂和气孔.图5为(空气中)采用Au/G e焊片为钎料的钎焊接头显微结构,可以明显地看到夹杂物的存在.图5 接头显微结构图(空气中钎焊)Fig.5 M icrostructure of welding2joint(s oldering in atm osphere)另外在氧化的气氛中钎焊时,Al/SiC材料基板非焊接部分的涂层会被严重氧化,大大降低了・551・ 增 刊郭明华,等:铝基碳化硅增强材料(Al/S iC)和低温共烧陶瓷(LT CC)的钎焊组件在苛刻的环境中使用时可靠性.在还原性气氛中钎焊时,不仅由于Al/SiC和LT CC基板表面的氧化层和钎料的氧化皮部分被还原,减少了夹杂和气孔的存在,使得接头性能得以提高,而且保护了基板的非焊接部分的涂层在焊接温度条件下不被氧化.将分别在空气、N2、N2+H2三种气氛下焊接的样品相比较,Al/SiC材料基板非焊接部分的涂层颜色分别为部分出现黑色、淡粉红色和黄色,表示了涂层不同的氧化程度.另外在还原的气氛中进行钎焊时,钎焊的温度应在钎料液相线上100℃左右,而不是使用钎剂时的30～50℃,因为在这样的温度下有利于膜反应的发生.例如采用Au/G e(熔点为356℃)钎料时,钎焊的温度应为450℃左右.3.2 焊接夹具的影响Al/SiC和LT CC基板的焊接,特别是大面积微波功率电路基板的焊接,要求焊缝薄且均匀一致.合适的焊装夹具是获得均匀一致焊缝的保证,钎料融化的时候夹具应能够补偿由于钎料融化而增大的两基板之间的间隙,并且加在两基板上的压力要均匀、持续,使得融化的钎料在毛细作用下迅速填充焊接面的所有间隙,并且在冷却过程中也能保持一定的压力,避免基板在冷却收缩时少数地方因钎料不足而可能出现的缺陷.采用钢性和柔性都比较好的不锈钢为主要结构,在对基板施压的地方垫上一定厚度的热膨胀系数大的皮青铜材料就可以较好解决上述问题.4 结论 Al/SiC和LT CC基板采用Au基钎料焊接时,影响接头的因素为:(1)高质量的钎料是获得优质接头的关键.(2)在≤500℃的还原性气氛中焊接有利于形成良好的焊缝和保护基板非焊接表面的涂层不被氧化.(3)合适的焊接夹具是获得均匀一致焊缝的保证.致谢:本文在写作以及做试验的过程中,得到从事厚膜工艺的谢廉忠高工,从事电镀工艺的张斌工程师的热心相助.另外李孝轩工程师也给予过大力协助,在此一并向他们表示感谢.参考文献:[1]SERGE NT J.Materials for multichip m odules[J].Semi2conductor International,1996.[2]SCRANT OM C Q.LT CC technology:where we and wherewe′re g oing[A].MC M C/M ixed T echnologies and ThickFilm Sens or[C].[s.l.]:K 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