LTCC基板关键工艺问题解决方案
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。
LTCC工艺技术
LTCC工艺技术LTCC（Low Temperature Co-fired Ceramic）工艺技术是一种在低温条件下烧结陶瓷材料的方法。
这种技术可以用于制造封装电子元件和模块，具有优异的电性能和热性能。
LTCC工艺技术主要包括以下几个步骤：材料配方、成型、腐蚀、烧结和金属化。
首先是材料配方。
LTCC工艺使用的材料主要包括玻璃陶瓷粉末、导电粉末和粘结剂。
这些材料需要按照一定比例混合，以获得所需的性能。
接下来是成型。
材料混合后，需要将其压制成所需形状的坯体。
这可以通过注塑、压制或印刷等方法实现。
成型后的坯体需要经过一定的干燥时间，以去除水分和溶剂。
然后是腐蚀。
在LTCC工艺中，腐蚀用于形成金属导线和连接器等微细结构。
通常使用酸性或碱性溶液进行腐蚀处理。
腐蚀后的坯体需要经过清洗和干燥，以去除残留物。
接下来是烧结。
烧结是LTCC工艺中最关键的步骤之一。
烧结过程中，材料在高温下发生结晶和固化，形成致密的陶瓷基体。
整个烧结过程需要一定的时间和温度控制，以保证物料的质量和性能。
最后是金属化。
烧结后的陶瓷基体通常需要进行电极的加工和连接器的植入。
这可以通过蒸发、溅射或印刷等方法实现。
金属化后的样品需要经过一定的热处理和测试，以确保电性能和可靠性。
LTCC工艺技术具有以下几个优点：首先，LTCC工艺可以制造出尺寸精密、形状复杂的器件。
因为该工艺使用的材料可以进行精确的成型和烧结，可以实现微米级精度的加工。
其次，LTCC工艺可以制造出高可靠性和高性能的器件。
由于采用了先进的陶瓷材料和金属化工艺，所制造的器件具有卓越的电性能和热性能。
第三，LTCC工艺可以实现多功能集成。
由于该工艺可以对不同材料进行层叠和金属化，可以制造出多层、多功能的器件和模块。
这种集成化设计可以大大提高器件的性能和可靠性。
综上所述，LTCC工艺技术是一种重要的工艺方法，可以用于制造高可靠性和高性能的封装电子元件和模块。
随着电子产品的不断发展，LTCC工艺技术有望在电子制造领域发挥越来越重要的作用。
LTCC基板缺陷分析及改善对策
LTCC基板缺陷分析及改善对策卓良明【摘要】针对低温共烧陶瓷(LTCC)基板生产过程中遇到的对位偏差缺陷问题,从材料、工艺、设备、环境条件等多个方面做了详细的分析和验证.排除了打孔误差、印刷误差、叠片误差等非关键性影响因素,确定了导致偏差的根本原因是生瓷片变形所致的开腔误差以及打孔机的累积误差.提出了通过控制环境温湿度、缩短加工周期来减小生瓷片变形量以及对错位区域进行补偿的措施,解决了产品的缺陷问题,提高了产品的合格率,产品一次合格率达到95％.【期刊名称】《电子元件与材料》【年(卷),期】2019(038)006【总页数】4页(P107-110)【关键词】LTCC基板;对位精度;缺陷分析;合格率【作者】卓良明【作者单位】中国电子科技集团公司第十研究所,四川成都 610036【正文语种】中文【中图分类】TN705低温共烧陶瓷(LTCC)基板作为一种先进的高密度电路封装基片,因介质的介电常数小、导体电阻低、易于实现多层化[1]等特点,具有良好的高频特性、工艺相容性以及可靠性[2],因此被大量应用于微波、毫米波TR组件中[3]。
目前国内使用较多的是Ferro公司的生瓷带,Ferro公司A6-M系列生瓷带虽然具有较好的电性能,但是其加工工艺难度也较其他生瓷带更大,其产品的合格率一般只能达到90%左右。
鉴于LTCC基板的材料成本及其产品价值高,使用量也比较大,因此提高其产品的合格率就具有非常重要的意义,国内各单位也都在这方面做了大量的工作。
例如陈晓勇等[4]对LTCC基板金层表面斑点缺陷问题的研究,岳帅旗等[5]对LTCC基板腔底平整度问题的研究,张孝其等[6]对LTCC基板打孔及填孔工艺过程中出现的不合格品分析及补救措施方面的研究,都对提高LTCC基板产品合格率具有重要意义,然而对于LTCC基板加工精度控制方面的研究报道还不是很多。
LTCC基板的生产制造工艺复杂,影响产品质量的因素众多[7],从生瓷流延到打孔、填孔、印刷、叠片、层压、烧结、划片等前后有十几道工序,每个工序的误差和错误都可能导致产品的不合格,由于其工艺流程长、烧结后的产品内部又较难检测,所以分析、定位产品缺陷问题原因难度非常大,很多时候无法找到问题的根本原因。
LTCC工艺加工
低温共烧陶瓷（LTCC）基板电路加工技术1LTCC基板电路概述低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic，LTCC）技术是20世纪80年代中期美国首先推出的集互联、无源元件和封装于一体的多层陶瓷制造技术[1]。
随着科学技术的不断进步，目前电子产品外形可变得更小型和更薄但功能却更强大。
以一个移动电话的无线通信产业为例[2]，手机的尺寸减少，早期的移动电话的功能是从最简单的音频传输的数据开始，目前已经发展到掌上网络电脑。
若能将部分无源元件集成到基板中，则不仅有利于系统的小型化，提高电路的组装密度，还有利于提高系统的可靠性。
目前的集成封装技术主要有薄膜技术、硅片半导体技术、多层电路板技术以及LTCC技术。
LTCC技术是一种低成本封装的解决方法，具有研制周期短的特点。
低温共烧陶瓷技术可满足后者轻，薄，短，小的需求。
然而，低温共烧陶瓷基板具有高硬度和易碎的特性。
因此，当切割机切割硬基板，在基板和切割刀片之间会产生一个较大的摩擦力，该摩擦产生的应力转移到切割刀片。
这会导致以LTCC为基板的电子产品合格率和产量的下降。
因此，当陶瓷基板被切割加工时如何提高产品的得率是一个重要的课题。
图1为典型的LTCC基板示意图[3]，由此可知，采用LTCC 工艺制作的基板具有可实现集成电路芯片封装、内埋置无源元件及高密度电路组装的功能。
2LTCC基板加工工艺图2为LTCC基板制造的工艺流程图[4]，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，下面简单介绍各个工序工艺。
混料与流延：将有机物（主要由聚合物粘结剂和溶解于溶液的增塑剂组成）和无机物（由陶瓷和玻璃组成）成分按一定比例混合，用球磨的方法进行碾磨和均匀化，然后浇注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％。
LTCC基板砂轮划片工艺研究
LTCC基板砂轮划片工艺研究近年来，随着电子设备的发展，对于电子元器件的集成度和性能要求越来越高。
LTCC（Low Temperature Co-fired Ceramic）基板作为一种重要的电子封装基板材料，具有优异的性能和广泛的应用前景。
其中，砂轮划片技术在LTCC基板制备过程中起到了至关重要的作用。
本文旨在对LTCC基板砂轮划片工艺进行研究，并提出相应的改进措施。
首先，介绍LTCC基板划片工艺的基本流程。
LTCC基板划片工艺主要包括三个步骤：基板切割、砂轮选择和划片加工。
在基板切割阶段，首先将整个LTCC基板切割成合适大小的小片；然后，在砂轮选择阶段，根据需要选择合适的砂轮，并进行适当的修整；最后，在划片加工阶段，将切割好的基板小片加工成所需的形状和尺寸。
其次，探讨LTCC基板划片工艺存在的问题。
在实际操作中，LTCC基板划片过程中存在一些问题，例如砂轮磨损严重、加工精度低等。
这些问题影响了划片工艺的稳定性和效率。
针对以上问题，提出相应的改进措施。
首先，改善砂轮磨损严重问题。
可以通过调整切割速度、刀具切削角度等方式，减少砂轮的磨损。
其次，提高加工精度。
可以通过优化切割参数，如提高切割速度、降低进给速度等，来提高划片的精度和表面质量。
此外，还可以使用更高精度的加工设备和工艺，如激光切割等，来提高划片加工的精度和效率。
最后，总结LTCC基板砂轮划片工艺的研究。
LTCC基板砂轮划片工艺是LTCC基板制备过程中不可或缺的关键环节。
对于砂轮的选择、划片加工参数的优化以及加工设备的选择等方面的研究，可以提高LTCC基板划片工艺的稳定性和效率，从而满足电子设备对LTCC基板的要求。
综上所述，LTCC基板砂轮划片工艺研究是非常重要的一项工作。
通过对划片工艺的改进和优化，可以提高LTCC基板的加工精度和表面质量，满足电子设备对于高性能基板的需求，推动电子封装技术的发展。
LTCC生产方案工艺和概述部分
LTCC生产方案工艺和概述部分低温共烧陶瓷（LTCC）是一种广泛应用于微波电子器件、传感器、微机械器件等领域的封装材料。
它具有优良的性能，如低介电常数、低介电损耗、良好的热稳定性和机械强度，适用于高频和高温环境。
LTCC制造工艺繁琐复杂，需要多道工艺步骤，包括浆料制备、模具成型、干燥、烧结、金属化、焊接等。
本文将介绍LTCC生产的工艺流程和概述。
1.浆料制备：首先是浆料的制备。
浆料是LTCC制造的基础材料，主要由陶瓷粉体、有机胶体、溶剂和助剂等组成。
浆料的质量直接影响最终产品的性能。
在浆料制备过程中，需要注意材料的比例和混合均匀度。
通常通过搅拌、过滤和分散等工艺来制备高质量的浆料。
2.模具成型：制备好的浆料通过印刷或注塑等方式注入到模具中，经过压制和成型，形成具有特定结构和尺寸的LTCC坯料。
模具成型是LTCC 生产的关键步骤，影响产品的形状和尺寸精度。
3.干燥：成型后的LTCC坯料需要进行干燥，去除水分和有机物。
干燥的温度和时间要根据材料的性质和厚度进行控制，以避免裂纹和变形。
4.烧结：干燥后的LTCC坯料需要进行烧结，使其形成致密的陶瓷结构。
烧结温度通常在1000℃以上，持续时间较长。
烧结是LTCC生产的关键工艺步骤，直接影响产品的性能和稳定性。
5.金属化：烧结后的LTCC产品需要进行金属化处理，通常是在表面镀覆导电金属，如金、银、铜等。
金属化可以提高产品的导电性能和焊接性能。
6.焊接：最后一步是进行焊接。
LTCC制品可以通过焊接与其他元器件连接，如集成电路、电阻器、电容器等。
焊接工艺需要选择合适的焊料和温度，以确保良好的连接质量。
总的来说，LTCC生产工艺是一项复杂而精细的制造过程，需要多道工艺步骤的精心控制和协调。
通过优化工艺参数和技术手段，可以提高产品的质量和稳定性，满足不同领域的需求。
未来，随着微电子技术的不断发展和应用领域的扩大，LTCC封装技术将会得到更广泛的应用。
通过不断改进工艺流程和材料性能，LTCC将会成为更多领域的重要封装材料，推动微波电子器件、传感器、微机械器件等领域的发展。
低温共烧陶瓷基板
低温共烧陶瓷基板低温共烧陶瓷基板（LTCC）是一种先进的多层陶瓷基板材料。
它具有优良的电性能、热性能和机械性能，广泛应用于电子设备、通信设备和微波器件等领域。
本文将介绍LTCC的制备工艺、特性及其在各个领域的应用。
一、LTCC的制备工艺LTCC是通过与烧结过程相结合的方式制备的，主要包括以下几个步骤：1. 原料准备：选择合适的陶瓷粉体、玻璃粉、有机添加剂和溶剂等原料，并进行混合、粉碎和筛分等前处理工序。
2. 绿片成型：将经过前处理的材料与有机添加剂和溶剂混合，制备成糊状物料，然后通过印刷、模压或注射成型等方式，在基板上形成绿片。
3. 火烧绿片：将绿片在低温条件下进行预烧结，以去除有机添加剂和溶剂，并增强基板的机械强度。
4. 层积成型：将多个绿片叠加在一起，并通过模压或注射成型的方法，在层与层之间形成界面。
5. 共烧烧结：将层积成型的坯料在高温下进行共烧烧结，使各层之间形成致密的结合。
二、LTCC的特性1. 优良的电性能：LTCC具有低介电常数和低介电损耗，良好的绝缘性能和高频响应特性，能够满足高频率和高速率的信号传输需求。
2. 强大的热性能：LTCC具有较低的热膨胀系数和良好的导热性能，能够有效地分散和传导电路板上产生的热量，并提供良好的热稳定性和热冲击耐性。
3. 优秀的机械性能：LTCC具有较高的硬度和抗弯强度，能够抵御外界的冲击和振动，从而确保电路板的稳定性和可靠性。
4. 多功能封装：LTCC基板可以进行三维立体封装设计，通过通过制备多层、多孔和互连结构，实现集成电路、电阻、电感和微波元件等的封装。
三、LTCC在各个领域的应用1. 无线通信：LTCC基板在射频模块、天线和滤波器等无线通信设备中得到广泛应用，具有优异的频率响应和噪声特性，使得无线信号传输更加稳定和可靠。
2. 光电子器件：LTCC基板能够实现光电转换和光电连接，并具有较好的光电性能，适用于微波光纤、光电耦合器、射频光子器件等光电子器件的制造。
我国LTCC多层基板制造技术标准现状及需求研究
中图分类号 ：Ｔ ４ Ｎ １
文献标 识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ — ０ ６（ ０ ２） ５ ０ ５ — ５ ０９０９ ２ １ ０—０７０
Ｔｈｅｐ ｅ ｅ ｔ ｏ ｄｉ ｏ ｎｄ ｄ ｍ ａ ｅ ｅ ｒ ｈ ０ ＬＴＣＣ ｕ ｔ－ａ ｅ ｒ ｓ ｎ ｎ ｔ ｎ ａ ｅ ｎｄｒ ｓ ａ ｃ ｆ ｃ ｉ ｍ ｌ ｌｙ ｒ ｉ ｓ ｂｓｒ ｔ ａ ｕｆ ｃ ｕ ｉ ｃ ｎｏｏ ｙｓａ ｄ ｒ ｓｉ ｕ ｏ ｔｙ ｕ ｔ ａ ｅｍ ｎ ａ ｔ ｒｎｇｔ ｈ ｌ ｇ ｔ ｎ ａ ｄ ｏ ｒｃ ｕｎ ｒ ｅ ｎ
行 大 量 的研 究 ，但 是 目前 还 没 有 一 家 单 位 形 成 批 量 生产 能 力 。 与 国外 发 达 国家 相 比较 ，我 国Ｌ Ｃ技 术 发展 相 ＴＣ
的封 装 外 壳 。包 括 芯片 的贴 装 与 互 连 工 艺 、表 面 组 装 工 艺 、封 装 工艺 等 。常 用 的芯 片贴 装 技 术 有 树 脂
Ｃ Ａ ｕｑｎ Ｗ ＮＧ Ｇｕ－ｉ Ｌ Ｈ Ｏ Ｙ— ｉ － ｇ Ａ ｉ ｎ ｐ ｇ ＶＱｉ－ｏ ｇ Ｉ ｕ－ｉ ＨＥＺ ｏｇ－ｅ ｎｈ ｎ Ｌ ＵＲ ｉ ａ － ｘ ｈ ｎ ・ ｉ ｗ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒ ｃ Ｉ ｈｓｐ ｐ ｒ ｔｅａ ｐｉａｉｎ ｆ ＴＣ （ ｗ ｅ ｅａｕ ｅＣ － ｒｄ ｃ ｒｍｉ）ｔｃ ｎ ｌｇ ｉ ｕ ｎｔｉ ａ ｅ，ｈ ｐ ｌ ｔ ｓｏ Ｃ １ ｔｍｐ ｒｔｒ Ｏｆ ｅ ｅａ ｃ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｎｏ ｒ ｃ ｏ Ｌ ｏ ｉ
粘 接 （ 机 粘 贴 ）和 合 金 焊 接 （ 机 粘 贴 ） 。芯 片 有 无
的互 连 （ 芯 片与 基 板 的 电气 连 接 ）技 术 即微 型焊 即
LTCC丝网印刷细微线条技术分析
技术推广LTCC丝网印刷细微线条技术分析武南海（西安翻译学院艺术学院，陕西西安710105）摘要:简要分析了LTCC印刷技术的工艺特点及主要方法，并从网版制备、印刷精度、印刷工具、印刷速度等应用条件展开了讨论，以此提升LTCC基板平台的技术水平。
关键词:LTCC技术；丝网印刷；细微线条1LTCC丝网印刷技术的概述1.1工艺特点LTCC丝网印刷技术最基本的技术是成膜技术,它可以很好的保证厚膜重现性。
虽然当下已在后膜成膜上研发出了等离子喷涂及直接描绘技术，但最为通用的成膜方式仍旧是丝网印刷，它在LTCC基板的膜层宽度、膜层均匀性、分辨率等方面具有重大影响。
从厚膜浆料形成的线条外观质量、膜厚着手，需要厚的流动性,确保锄消臓条痕迹;而从分辨率着手，反倒需要厚膜浆料降低其流动性，提高黏度，避免出顼践条短路现象。
为了全面提高厚膜浆料的实用性，需要在其中加心面活性剂，调整流动性山。
1.2主要方法LTCC丝网印刷技术主要有2种方法：（1）接触法，它是指LTCC基板在印刷之前就与丝网接触,即使刮板移动也不会对丝网造成形变作用，虽然这种方法的优势较多，但它的膜厚不容易控制,所以在实际应用中范围较小;（2）非接触法，它指丝网与LTCC基板之间存在一定见习,一般为1.0〜3.5mm之间。
2LTCC丝网印刷细微线条技术的应用条件2.1网版制备常规丝网印刷的线宽、间距可达到lOOgm,若按照传统工艺方法很难实现现今50R m的线条宽度，尤其在高速信号内阻抗一致性较差的情况下会造成线条整齐度不佳。
所以这就需要相关人员采用最新的工艺技术制作50gm的细微线条。
对于网版制备主要有直间法与直接法。
直间法是在丝网上涂覆感光胶，再贴上菲林膜，按照流程对其曝光显影,而直接法则是在丝网表面涂覆感光胶或贴菲林膜，同理进行曝光显影，通过相应的实验研究可以得出直间法的网版表面更加平整光滑且线条边缘无毛刺，由此直间法对于网版制备更加有利。
2.2印刷精度为了保证印刷重现性良好，需要保持浆料黏度变化的一致性,才有可能实现丝网具有良好的精度与膜层厚度。
浅谈改进LTCC基板共烧平整度的方法
路每片分割为 ４Ｘ ４小单元。我们计划做两个层 压试验 片 ： 中 ， 其 第一个 层压试验 片按 正常程 序加
工， 印刷 导带 宽度 较 大、 间距 适 中的 结构 图形 ； 第 二个层 压试验 片使用地线层 网版多 印 ４— ６片 ， 以
后发生翘曲的现象。 反映 了基板两种材料烧结收 缩产生的应力失配 ， 这种内在应力可使基板翘曲、 通孔变形 ， 甚至使通孔局部产生裂纹 ， 孔与孔相连
２ 术 语
我们研究 Ｌ Ｃ Ｔ Ｃ基板共烧平整度技术 ， 必然 涉及 Ｌ Ｃ Ｔ Ｃ共烧 、 共烧致密化等关键工艺， 以下分
别 阐述 ：
过程 ， 由于金导体收缩 ， 基板向上翘曲；
ｂ ）阶段 ： 温度升高到 ８０ ４ ℃时， 陶瓷材料进
入烧 结状 态 ， 开始 致密化 过程 ， 由于陶瓷 材料 的收
（４ ℃ ） ８０ 要低 得 多 ， 陶瓷 刚 开 始 进 入 烧 结 状 态 当 时 ， 导体膜几 乎 已完 成致 密化过 程 ， 金 即金导体 膜 与基 板相 连 的物理结构 呈稳定 状态 。 基 板在共 烧过程 中将 出现 以下 ３阶段现象 ：
ａ ）阶段： 金导体膜在 ７０ ０ ℃时已完成致密化
ＬＣ Ｔ Ｃ基板为多层叠压而成 ， 内部各层版图设 ２ ２ Ｌ Ｃ ． Ｔ Ｃ共烧 的致 密化
计不 同 ， 过 填 孔 或 网 印沉 积 下来 各层 的不 同 区 通 域， 层与层之 间金 属 的分 布量不 一 ， 造成 烧 结 中 易
致密化指烧结过程 中， 金属膜与基板相连接
部位 物理 结构 的固化过 程 。共烧 是 Ｌ Ｃ Ｔ Ｃ的特征 工艺 ， 所有 的化学反 应都 在烧结 时完成 ， 它决 定着 ＬＣ Ｔ Ｃ基 板的优 劣 。导致 基 板共 烧 翘 曲的根 本 原 因是基 板瓷体 材料 和金导 体材料 的烧 结致密 化温
平面零收缩LTCC基板制作工艺研究
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。
6M1E在LTCC陶瓷基板品质管控中的运用
6M1E在LTCC陶瓷基板品质管控中的运用摘要：互联网时代正在迅速发展，5G时代已慢慢形成。
移动通讯正往小型化、轻量化的方向发展，LTCC电路封装技术在慢慢取代传统的印刷电路板（PCB）封装技术。
LTCC工艺加工的产品由于体积小、高可靠性、高性能、热阻小、降低传导EMI等优点成为未来电路发展的趋势。
但由于目前电路制作工艺复杂、影响因素多，不可返工等问题，在前期制作工序中把握控制点成为至关重要的问题。
本文从6MIE叙述工艺中的质量管控点。
关键词：LTCC、陶瓷基板、加工工艺、6M1E、品质管控1.失效模式LTCC基板目前的失效模式分外观、尺寸、性能失效，主要有：外观（缺损、色泽暗淡、虚镀、漏镀、起皮、脱金、渗镀、分层）；尺寸收缩性；性能（不导通、基板可焊性差、焊接强度弱）。
2.质量控制质量控制是为了通过监视质量形成过程，消除质量环上所有阶段引起不合格或不满意效果的因素，以达到质量要求，获取经济效益。
LTCC工艺质量控制点众多，工艺流程要求精度高，6M1E对产品质量影响大。
2.16M1E---人Man人是带有思想的，不同的人对设备、工艺、产品失效模式的了解程度和掌握程度不同。
由人员造成的产品质量问题有：质量意识差、培训不到位，技术不熟练、不守规、粗心、身体状况；选择合适的人操作合适的岗位，定时人员培训和考核，不断提高人员对品质的认识是确保品质合格的关键因素。
2.26M1E---机Machine设备是制造必不可少的，设备的精度直接影响产品的质量。
由设备因素影响产品质量是生产中的可控因素。
生产过程中采用首件检验，核实定位或定量装置的调整量并加强设备维护和保养，定期检测机器设备的关键精度和性能项目，建立设备关键部位日点检制度，对工序质量控制点的设备进行重点控制，实施监测设备的稳定性、使用寿命、运行参数、精度等级等。
2.36M1E---料MaterialLTCC基板的制作和材料有很大的关系。
材料厂家的选择、物料配比、材料成分，物理性能、化学性能、电性能、热机械性能和工艺性能是产品工艺稳定的重要因素。
LTCC工艺技术的重点发展与应用
LTCC工艺技术的重点发展与应用何中伟(中国兵器工业第214研究所蚌埠233042)摘要本文主要介绍LTCC工艺制造技术在目前和将来一段时间内的重点发展与应用情况,包括平面零收缩LTCC基板、空腔制作、精密细线条加工、带敏感结构LTCC基板,以及LTCC集成组件与模块、MC M用标准化封装外壳、LTCC用于微系统和传感器等。
关键词LTCC(低温共烧陶瓷)基板生瓷片MC M微系统1引言LTCC(低温共烧陶瓷)多层基板制作工艺与多层厚膜H I C工艺相比,技术复杂,难度很大,其最大难点在于工艺参数的敏感性、加工结果的非直观性和烧后基板的不可返工性。
对于具体的产品基板,因材料、尺寸、层数、结构、图形分布、后烧状态等的不同,往往需要通过多轮次的实际产品加工参数调整与渐进优化,才能得到很满意的LTCC基板,尤其是烧结、层压的工艺参数,对基板的质量影响很大。
期望获得合格、高质量、高性能的LTCC基板,除了严格控制各个加工工序的材料、环境、参数、过程外,还必须在叠片前检验剔除不合格的生瓷片层,在烧结后监控基板的收缩率、密度、强度、平整度、通断状态等关键指标。
虽然有效掌握和实际应用好LTCC工艺技术不是一件易事,但由于LTCC多层基板的工艺制造是MC M-C中最重要的关键技术和基础技术,同时MC M-C具有鲜明的先进性和极强的实用性,所以随着MC M-C不断进步的需要,LTCC工艺技术正在得到越来越广泛的研究、发展和应用。
2LTCC工艺技术的主要发展2.1平面零收缩基板制作工艺LTCC基板制造工艺的一大难点是由于LTCC生瓷片经共烧后平面尺寸变化不但超过10%、而且尺寸变化的不均匀性一般又至少达到?0.2%~?0.3%,从而造成同批的各基板间及不同批的基板间在同一位置处上的电路图形很难准确、精确地控制,使制作高密度M C M-C、M C M -C/D及微波传输线异常困难。
例如,以5d@5d 的LTCC生瓷片生产LTCC多层基板时,基板四角区上电路图形的位置不准确度就将达到5@25. 4mm@0.707@(0.2%~0.3%)=0.18mm~0. 27mm,对要制作出LTCC上线宽/间距为0.1mm 甚至50L m的细密线条以及互连LTCC顶层与薄膜多层的通孔应具有10L m量级的位置准确度,如此大的图形位置误差是不可接受的。
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技术综述11LTCC概述111LTCC性能特点低温共烧
第一部分LTCC技术综述1.1 LTCC概述1.1.1 LTCC性能特点低温共烧陶瓷（Low Temperature Co-fired Ceramics，LTCC）是1982年由美国休斯公司开发的新型材料技术。
它采用低温烧结陶瓷粉料（800℃～900℃），根据预先设计的结构，通过流延工艺将陶瓷浆料制成厚度精确且致密的生瓷带，在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺形成金属化布线和通孔金属化制成所需要的电路图形，然后将电极材料（Au、Ag、Ag/Pd和Cu)、基板、电子器件（如低容值电容、电阻、滤波器、阻抗转换器、耦合器等）等叠片后，在1000℃以下一次性烧成多层互连三维电路基板，在其表面可以贴装IC 和有源器件，制成无源/有源集成的功能模块。
是一种用于实现高集成度、高性能的电子封装技术[1-4]。
传统基板材料如Al2O3、SiC等和高温烧结陶瓷HTCC烧结技术，不仅烧结温度高（>1500℃，只能与高熔点、高电阻的金属Mo、W等共烧），而且不利于降低生产成本。
而低温共烧陶瓷LTCC技术，其低烧结温度可使金属良导体Cu、Ag等同生坯片共烧，提高厚膜电路的导电性能[5]。
因LTCC多层基板技术，能将部分无源元件集成到基板中，有利于系统的小型化，提高了电路的组装密度和系统的可靠性。
与其它集成技术相比，LTCC具有以下几个特点：（1）多层互连，提高了模块可靠性，减少了体积；内埋无源元件，提高电路的组装密度；一次烧结成型，印制精度高，多层基板生瓷带可进行逐步检查，有利于生产效率提高，降低成本，适应批量生产。
（2）LTCC基板材料，介电常数较小（一般ε≤10），有非常优良的高频特性。
（3）适应大电流及耐高温要求，比普通PCB电路基板具有优良的热传导性。
（4）具有较好的温度特性，如较小的热膨胀系数（CTE），较小的共振频率温度系数(η)，是多芯片组装MCM首选多层基板，可以制做多达几十层电路基板。
LTCC基板上薄膜铜导带工艺制作技术
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ＬＣ Ｔ Ｃ基 板 上 薄 膜 铜 导 带 工 艺 制作 技术
方 澍 王 晓漫 余 飞
（ 方通用 电子集 团有 限公 司微 电子部 苏州 ２ ５ ６ ） 北 １ １ ３
善 巢溅 罐 薹 遒
烘、 曝光 、 影 与坚 膜 等 ， 显 光刻 露 出多余 的种 子层 Ｃ； ｕ 以及 等离子 打胶处 理 ； ７ 湿法 刻蚀 多余 的种子 层 ｃ ） ｕ和粘 附层 Ｔ； ｉ ８ 剥 离去胶 、 ） 基板 清洗 。
２ ２ 常 见的 工艺 问题 与解 决措施 ． （ ） Ｔ Ｃ基板 抛磨 技术 １ＬＣ ＬＣ Ｔ Ｃ基板 的光 洁 度 、 整 度 是 影 响 光 刻 的 平
手段 。控 制 薄膜 的质 量是非 常重要 的 。如果 在磁 控 溅 过 程 中 ， 艺 参 数 不 合 理 ， 会 出现 薄膜 发 工 将 雾、 不均 匀 、 电阻率 变大 、 以腐蚀 、 难 薄膜层 与基板
精度 和溅射膜 层 的 质 量 ， 以及 器 件性 能 的 重 要 因
素 。Ｌ Ｃ Ｔ Ｃ多层 基 板 在 烧 结 等 加 工 过 程 中 ， 因基
为广泛 的一种 。 目前 ， 在大型高 速计 算机 系统 、 微
２ 工 艺制 作 技 术
２ １ 基本 工艺 流程 ． 利用 Ｃ Ｐ（ 学 机 械 抛 光 ） Ｌ Ｃ Ｍ 化 对 Ｔ Ｃ多层 基
板进 行减 薄抛光 处理 ； 厚胶 光刻形成 电铸模具 ； 磁 控溅 射钛 （ ｉ和铜 （ ｕ 分 别作 为粘 附 层 和 电镀 Ｔ） ｃ） 种子 导 电层 ； 电镀 Ｃ ｕ和 Ｌｆ—ｏ 剥离 等薄膜工 艺 ｉ ｆ ｔ 制作 出微 导带 。基 本 的工 艺流程 为 ：
LTCC生产方案工艺设计和概述部分
LTCC生产线项目方案一．概述所谓低温共烧陶瓷(Low-temperature cofired ceramics,LTCC)技术，就是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带，作为电路基板材料，在生瓷带上利用机械或激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷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℃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IC和有源器件，制成无源/有源集成的功能模块。
总之，利用这种技术可以成功地制造出各种高技术LTCC产品。
多个不同类型、不同性能的无源元件集成在一个封装内有多种方法，主要有低温共烧陶瓷(LTCC)技术、薄膜技术、硅片半导体技术、多层电路板技术等。
目前，LTC C技术是无源集成的主流技术。
LTCC整合型组件包括各种基板承载或内埋各式主动或被动组件的产品，整合型组件产品项目包含零组件（ponents）、基板（substrates）与模块（modules ）。
LTCC(低温共烧陶瓷)己经进入产业化阶段，日、美、欧洲国家等各家公司纷纷推出了各种性能的LTCC产品。
LTCC在我国XX地区发展也很快。
LTCC在2003年后快速发展，平均增长速度达到17.7%。
国内LTCC产品的开发比国外发达国家至少落后5年。
这主要是由于电子终端产品发展滞后造成的。
LTCC 功能组件和模块在民用领域主要用于CSM，CDMA和PHS手机、无绳、WLAN和蓝牙等通信产品。
另外，LTCC技术由于自身具有的独特优点,在军事、航天、航空、电子、计算机、汽车、医疗等领域均获得了越来越广泛本推荐方案集成当今世界先进的自动化设计，生产、检测设备于一体，同时考虑军工生产的特点和厂家的售后服务能力，是专门为贵所量身定制的解决方案。
在方案的设计中地考虑到军工产品多品种、小批量和高质量要求地特点，在选用设备时以完整性、灵活性、可靠性为原则，其中在一些关键环节采用了一些国外较先进及技术含量较高和性能稳定的设备。
LTCC基板错层问题分析及改善对策
LTCC基板错层问题分析及改善对策作者：秦惠来源：《科学与财富》2020年第34期摘要：针对LTCC（低温共烧陶瓷）电路基板射频层在烧结后露出带线的问题，从打孔设备、二次开腔、印刷、叠片精度等方面寻找原因、确定造成错层问题的原因，验证错层对电路性能的影响，制定改善对策，从而提高产品成品率和产品质量。
关键词：LTCC基板;成品率;射频层错层;改善对策1.概述LTCC（低温共烧陶瓷）是一种在低温条件下（≤1000℃）将低电阻率的金属导体和陶瓷基体材料共同烧结而成的多层结构。
LTCC（低温共烧陶瓷）技术已逐渐走上成熟，它在许多领域如通讯、数据传输与处理、汽车电子、单晶硅太阳能等方面得到广泛应用。
特别是在高可靠性、高组装密度及内埋元件技术方面有着明显优势，使得LTCC技术成为国内外高频、高集成度军事电子装备的关键技术之一。
我所LTCC生产线是国内第一条面对毫米波频段的LTCC基板生产线，整条LTCC生产线按照毫米波频段LTCC电路基板需求进行规划建设，具有精度高、一致性好的特点，生产线设备先进、配套完善。
在基板制造过程中发现LTCC基板射频层错层，即表面接地层未完全盖住射频层电路，造成误差。
LTCC 基板的生产制造工艺复杂，影响错层的因素众多，其中主要的是打孔及开腔、印刷和叠片等工序。
本文针对LTCC基板错层问题进行分析、制定改善对策以及错层对电路性能的影响验证。
2.LTCC基板错层问题分析某型用于毫米波組件的带腔体多层 LTCC基板，采用了 Ferro 公司A6 M 生瓷带。
基板集成了天线和 TR，空腔层为1-6层，射频层为第4层，再安装相应芯片，实现电路性能。
该LTCC 基板制造工艺流程下图所示。
在叠片后发现了错层现象，也就是基板开腔层和腔体底部层发生了错位现象，底层白色区域本来应被上层盖住，但是因为发生了错位而露出。
现阶段，二次开腔为机械冲针拟合开腔，首先考虑冲孔机精度误差的影响。
对冲孔机的二次开腔的定位与冲孔精度误差着手。
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中国电子科技集团公司第十研究所工程设计中心
贾耀平（1984－）男，本科，毕业于西南交通大学，工程师，主要从事微系统、
MCM、LTCC、封装等工艺研究。
基金名称：LTCC基板工艺技术及工程化应用研究（其他）
项目编号：H15001 立项单位：中国电科集团公司第十研究所
图1 LTCC“层压压力－密度－收缩率”关系曲线
按照上述方案进行工艺优化后，将生产的LTCC基板在广州五所赛宝试验室进行了基板外形尺寸及翘曲度测试，测试表明，通过上述改进，基板外形尺寸精度及翘曲度指标完全满足过艺要求，改进效果明显，基板本身及空腔底面平整度均达到了较好效果，基板均达到小于2‰的翘曲度。
通孔层间对位偏差控制
带膜工艺，在叠片前撕膜，生瓷片在流延是积累的应力在撕膜时集中释放，造成生瓷片无规律性变形，引起生瓷片上通孔及导线位置偏移。
改为无膜工艺，在打孔前对生瓷片进行撕膜、自然放置老化处理，以释放应力；更改后工艺流程如下图4所示，该此工艺流程瓷片叠片前形变如表5所示。
通过上述分析可知，生瓷片脱膜后通过老化工序，加速生瓷片老化释放压力，减小生瓷片在其后加工过程中的形变偏差有重要影响，老化不充分，脱膜生瓷片在后续加工中仍将有较大形变，为此需要对老化工艺开展研究，较好的老化的方法通常是对生瓷片脱膜后进行常温下自然晾置，其关键工艺参数时晾置时间，下面对该工艺参数进行试验研究。
试验方法是在脱膜后的生瓷片上冲孔，通过测量X、Y方向通孔间距以判断生瓷片是否老化充分了，试验情况如下：表4 无膜生瓷片老化工艺试验（单位：mm）
孔间距
放置时间
L1L2L3L4
160.006160.012159.985160.007 5h159.993159.998
10h159.989159.993
15h159.983159.990
图2 单块LTCC的孔分布及金属导线分布的不对称性
图4 无膜工艺流程
图5 通孔对位改善情况。