LTCC 英文全稱 Low Temperature co-fired Ceramic，叫做低溫共燒陶瓷技術(shù)。LTCC 技術(shù)是將流延后的陶瓷材料按需求疊層在一起，同時(shí)內(nèi)部印刷互聯(lián)導(dǎo)體、元件和電路，最終燒結(jié)成一個(gè)集成式陶瓷多層材料。HTCC 英文全稱 High Temperature co-fired Ceramic。
低溫共燒陶瓷（LTCC）和高溫共燒陶瓷（HTCC）工藝流程相似，包括?:?流延、打孔、填孔、疊層、切片、共燒、檢驗(yàn)等步驟。
流延的目的是把陶瓷粉料轉(zhuǎn)變?yōu)楹罄m(xù)加工用的生瓷帶。在陶瓷粉料中加入適當(dāng)?shù)恼澈蟿?jīng)過球磨混料后形成高粘度漿料。其中粘合劑是流延工藝中的關(guān)鍵材料，粘合劑通常包括樹脂、增塑劑、潤(rùn)濕劑、溶劑等成分，它的含量控制了漿料的粘度以及生瓷帶的強(qiáng)度和塑形。流延工藝的關(guān)鍵參數(shù)為生瓷帶的致密性、厚度的均勻性和強(qiáng)度。
打孔是多層陶瓷基板制造中極為關(guān)鍵的工藝技術(shù)，打孔的孔徑大小、位置、精度等，直接影響基板內(nèi)部走線的通斷、布線密度、基板質(zhì)量以及成品率。生瓷帶的打孔主要有3種方法：鉆孔、沖孔和激光打孔。孔徑的大小可根據(jù)設(shè)計(jì)者而定，若用數(shù)控沖床打孔，根據(jù)沖頭大小的不同一般孔徑為 4 mil、6 mil、8 mil、10 mil幾種；如用激光打孔，孔徑能達(dá)到 50 um甚至更小。
填孔是利用填孔機(jī)底部氣囊加壓將掩模填充板上的填充漿料擠壓到相應(yīng)的生瓷片通孔內(nèi)，經(jīng)干燥后，完成生瓷的金屬化過程。填孔有三種方式：厚膜印刷、絲網(wǎng)印刷和導(dǎo)體生片填孔。
絲網(wǎng)印刷是通過絲網(wǎng)印刷機(jī)機(jī)頭帶動(dòng)刮板頭將網(wǎng)版上的電子漿料均勻地填充到基板或生瓷片上開好的通孔內(nèi)部，以獲得完整的印刷圖形或填孔。絲網(wǎng)印刷制作導(dǎo)帶時(shí)，最細(xì)的線寬可達(dá) 100μm，最小的線間距可達(dá) 150μm。
導(dǎo)體生片填充法是將厚度略大于生瓷帶的導(dǎo)體生片沖進(jìn)通孔以達(dá)到金屬化。導(dǎo)體生片采用流延工藝生成。此法可提高多層基板的可靠性，但現(xiàn)有的工藝不夠成熟，對(duì)填充通孔的漿料粘度和流變需要嚴(yán)格的控制，如果選擇填充漿料不當(dāng)則不利于盲孔。
共燒導(dǎo)電體的印刷可采用傳統(tǒng)的厚膜絲網(wǎng)印刷和計(jì)算機(jī)直接描繪。絲網(wǎng)導(dǎo)電體印刷技術(shù)簡(jiǎn)單易行，投資少，可獲得很高的分辨率，線寬可達(dá) 100μm，線間距可達(dá) 150μm。計(jì)算機(jī)直接描繪是應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制布線，用導(dǎo)體漿料直接描繪出導(dǎo)電帶的形狀，無需制版和印刷對(duì)位，方便靈活。但對(duì)導(dǎo)電漿料的粘度和干燥速度有較高的要求，設(shè)備投資大，操作復(fù)雜，效率低。
通孔填充和導(dǎo)電介質(zhì)的印刷是生瓷帶金屬化的兩部分。
疊片是將印刷后的生瓷按照設(shè)計(jì)的層數(shù)和次序依次疊到一起，在一定的溫度和壓力下，使生瓷緊密粘連，形成一個(gè)完整的多層基板坯體。疊片時(shí)需要保證層與層之間的對(duì)準(zhǔn)精度。在形成生瓷坯后，要進(jìn)行熱壓。熱壓溫度一般在60~120℃，壓力為50~300 kg/c㎡。熱壓主要有兩種方式：?jiǎn)屋S向熱壓和均衡熱壓。
單軸向熱壓是將疊放的生瓷帶放置在熱壓爐內(nèi)直接進(jìn)行熱壓。此種工藝壓力是從單一方向施加的；因此熱壓到一半時(shí)需要將疊層的瓷片進(jìn)行180° 的翻轉(zhuǎn)。此種方法會(huì)產(chǎn)生氣孔、開裂和較大的伸縮率等現(xiàn)象，尤其是在邊緣和單層時(shí)z方向的收縮率尤為明顯。
均衡熱壓是將疊放完成的生瓷帶在真空下密封在鋁箔中，然后放于熱水中加壓，這種工藝的生瓷胚體的受力是各向相等的。水溫和施壓的時(shí)間條件同單軸向熱壓相同；施加的壓力要高于單向熱壓。壓力的均勻一致性是疊層熱壓工藝的關(guān)鍵，直接影響基板燒結(jié)的伸縮率。基板燒結(jié)的伸縮率隨著壓力的增大而減小。壓力太大，會(huì)引起基板分層；壓力太小將導(dǎo)致伸縮率加大，收縮率一致性差。
切片是將層壓后的生瓷坯按設(shè)計(jì)尺寸要求切割成生瓷塊 (獨(dú)立的電路單元基板)，可由3種方法來實(shí)現(xiàn)：①運(yùn)用鉆石輪劃片機(jī)，這是一種最普通的方法，對(duì)矩形形狀的切分最為有效，可減小外形尺寸的誤差，邊界質(zhì)量很高；②運(yùn)用超聲切割機(jī)，切成部件的誤差很小，適用于各種不規(guī)則形狀的切割，但處理過程很慢且費(fèi)用昂貴；③應(yīng)用激光進(jìn)行切割，誤差較小，但邊界質(zhì)量很差。
將層壓、切片后的生瓷塊放到燒結(jié)爐內(nèi)的支架上，在適當(dāng)?shù)那€和氣氛條件下將生瓷塊燒結(jié)成合格的基板。燒結(jié)分為兩個(gè)過程：排膠和共燒。排膠的目的是將有機(jī)粘合劑汽化和燒除，排膠不充分，基板燒結(jié)后會(huì)起泡、變形或分層；排膠過量，又可能使金屬化圖形脫落或基板碎裂。在排膠后升高一定的溫度開始共燒，此時(shí)坯體內(nèi)部玻璃相生成、潤(rùn)濕氧化鋁顆粒，磁體和金屬導(dǎo)體燒結(jié)及基板尺寸收縮定型。
檢驗(yàn)是判別基片優(yōu)劣的依據(jù)。檢驗(yàn)分為目檢和測(cè)試，目檢主要檢測(cè)外觀，如平整度、一致性、導(dǎo)帶是否光滑等。測(cè)試?yán)脺y(cè)試儀在測(cè)試軟件支持下，驗(yàn)證基板布線的連接性，判斷LTCC基板電性能是否合格。
陶瓷封裝產(chǎn)業(yè)鏈從芯片、陶瓷封裝產(chǎn)品（陶瓷外殼、基板及覆銅板等）、封裝環(huán)節(jié)到最終封裝成型的電子產(chǎn)品，如光通信元件、汽車 ECU、激光雷達(dá)、圖像傳感器、功率半導(dǎo)體等；設(shè)備方面包括裝片機(jī)、固晶機(jī)、塑封機(jī)、鍵合機(jī)、檢測(cè)設(shè)備等；材料包括氧化鋁、氮化鋁、氮化硅、金屬漿料、引線框架、包封材料、鍵合絲等；艾邦建有陶瓷封裝全產(chǎn)業(yè)鏈微信群，歡迎陶瓷封裝產(chǎn)業(yè)鏈上下游掃碼加群與我們交流。
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The?7th Ceramic Packages?Industry Forum
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原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（艾邦陶瓷展）：LTCC/HTCC陶瓷共燒技術(shù)
