當前位置:首頁 > 粉體資訊 > 粉體應用技術 > 正文
HTCC和LTCC,你分得清嗎?
2021年05月28日 發布 分類:粉體應用技術 點擊量:86
0

隨著功率器件特別是第三代半導體的崛起與應用,半導體器件逐漸向大功率、小型化、集成化、多功能等方向發展,對封裝基板性能也提出了更高要求。陶瓷基板具有熱導率高、耐熱性好、熱膨脹系數低、機械強度高、絕緣性好、耐腐蝕、抗輻射等特點,在電子器件封裝中得到廣泛應用。

其中共燒多層陶瓷基板由于可將電極材料、基板、電子器件等一次性燒成,實現高度集成,而逐漸在高功率器件封裝中推廣應用。

共燒多層陶瓷基板由許多單片陶瓷基板經過疊層、熱壓、脫膠、燒結等工藝制成,由于層數可以做得比較多,因此布線密度較高,互連線長度也能盡可能地縮短,組裝密度和信號傳輸速度均得以提高,因此能適應電子整機對電路小型化、高密度、多功能、高可靠、高速度、大功率的要求。

依據制備工藝中溫度的差別,可將共燒陶瓷基板分為高溫共燒陶瓷(High-temperature co-fired ceramic,HTCC) 多層基板低溫共燒陶瓷(Low-temperature co-fired ceramic,LTCC)多層基板

a)HTCC陶瓷基板產品 (b)LTCC陶瓷基板產品

那么這兩種技術之間的區別在哪呢?

其實兩者的生產工藝基本相同,都要經過配制漿料、流延生帶、干燥生坯、鉆導通孔、網印填孔、網印線路、疊層燒結,最后進行切片等后處理的制備過程。只不過HTCC技術是燒結溫度大于1000℃的共燒技術,通常在900℃以下先進行排膠處理,再在更高的溫度環境1650~1850℃燒結成型。而LTCC相對于HTCC而言,燒結溫度更低,一般低于950℃,由于HTCC基板存在燒結溫度高,能耗巨大,金屬導體材料受限等缺點,因而促使了LTCC工藝的發展。

典型的多層陶瓷基板制造過程

燒結溫度的差別,最先影響的是材料的選擇,進而影響制備出的產品的性能,導致兩種產品適合不同的應用方向。

HTCC基板因燒成溫度高,不能采用金、銀、銅等低熔點金屬材料,必須采用鎢、鉬、錳等難熔金屬材料,制作成本較高,且這些材料電導率低,會造成信號延遲等缺陷,所以不適合做高速或高頻微組裝電路的基板。但由于材料燒結的溫度更高,因而具有更高的機械強度、熱導率以及化學穩定性,同時具有材料來源廣泛和成本低、布線密度高等優點,HTCC基板在對熱穩定性、基體機械強度、導熱性、密封性、可靠性要求較高的大功率封裝領域更有優勢。

LTCC基板是通過在陶瓷漿料中添加無定形玻璃、晶化玻璃、低熔點氧化物等材料來降低燒結溫度,可以采用電導率高而熔點低的金、銀、銅等金屬作為導體材料,既降低了成本,又能獲得良好的性能。并且由于玻璃陶瓷低介電常數和高頻低損耗性能,使之非常適合應用于射頻、微波和毫米波器件中。但由于在陶瓷漿料中添加了玻璃類材料,會使基板導熱率偏低,燒結溫度較低也使其機械強度不如HTCC基板。

因此,HTCC和LTCC的差異,也仍舊是一種性能此消彼長的情況,各有其優缺點,需根據具體應用條件選擇合適的產品。

低溫共燒陶瓷與高溫共燒陶瓷的差異

名稱

HTCC

LTCC

基板介質材料

氧化鋁 、莫來石、氮化鋁等

(1)微晶玻璃系材料; (2)玻璃+陶瓷復合系材料; (3)非晶玻璃系材料

導電金屬材料

鎢、鉬、錳、鉬-錳等

銀、金 、銅、鈀-銀等

共燒溫度

1650℃- 1850℃

950℃以下

優點

(1)機械強度較高; (2)散熱系數較高; (3)材料成本較低; (4)化學性能穩定;( 5) 布線密度高

(1)導電率較高;(2)制作成本較低;(3)有較小的熱膨脹系數和介電常數且介電常數易調整;(4)有優良的高頻性能;(5)由于燒結溫度低,可內封一些元件

缺點

( 1)導電率較低;(2)制作成本較高

 (1)機械強度低;(2)散熱系數低; (3)材料成本較高

應用領域

高可靠性微電子集成電路、大功率微組裝電路、車載大功率電路等領域

高頻無線通信領域、航空航天、存儲器、驅動器、濾波器、傳感器以及汽車電子等領域


總之,HTCC基板由于工藝成熟,介質材料廉價等優點,在電子封裝中,很長一段時間內還將起著主要作用,但今后隨著材料的不斷改進、工藝控制的完善和技術日趨成熟,LTCC的天然優勢會更為突出,更適合如今高頻、高速、高功率的發展趨勢。然而各種基板材料都有其優缺點, 由于具體應用電路要求不同,對基板材料性能要求也不一樣。因此,各種基板材料在很長一段時間內將共同存在和發展。

參考來源:

大功率LED封裝基板研究進展;王文君、王雙喜、張丹、黃永俊、李少杰

(汕頭大學工學院)

共燒陶瓷多層基板技術及其發展應用;姬忠濤、張正富(昆明理工大學材料與冶金工程學院)

粉體圈 小吉


相關內容:
0
 

粉體求購:

設備求購:

尋求幫助:

合作投稿:

粉體技術:

關注粉體圈

了解粉體資訊

午夜神器成在线人成在线人-午夜神器A片免费看