浅谈LTCC的特性和应用总结

随着电子设备变得更加复杂、轻薄和小型化，也要求布线基板具有高功能性。LTCC（Low Temperature Co-fired Ceramics）技术是支撑高性能基板的技术之一，加工成多层基板的LTCC常被用作高频模块基板。在这里，我们总结了 LTCC 的特性并考虑了它的应用。

在氧化铝中添加玻璃系材料，

在900℃以下的低温下烧结的技术

氧化铝在约 1500°C 的“高温”下烧制，而 LTCC 是一种陶瓷技术，通过在氧化铝中添加玻璃基材料，可以在 900°C 或更低的低温下烧制。混合氧化铝和硼硅酸盐玻璃（考虑到环境，不含Pb和Cd）作为原料，Ag（熔点：960℃）用作配线导体。由于是陶瓷基材，所以耐热性、耐湿性优异，在高频电路中也具有良好的频率特性（低损耗）。

将生片加工成多层基板时，可以在表层和内层形成配线图案，进行三维多层配线。由于用作布线导体的Ag具有低电阻，因此实现了电阻损失小的布线图案。广泛用作高频模块和IC封装的接线板。

优异的高频特性散热性、耐热性、耐湿性

高周波损失特性

LTCC多层基板使用低介电损耗陶瓷和低损耗导体，因此具有优异的高频特性。该图将 LTCC 材料与树脂基板 （FR4） 进行了比较，并测量了每种材料在高达 10 GHz 时的介电损耗角正切。LTCC 在高频下具有低损耗，这意味着作为热量耗散到基板中的电流更少，这意味着在高频下运行的模块工作效率更高。

热膨胀系数和导热系数

与其他有机基板（ex.FR4基板）和陶瓷基板（LTCC简称HTCC）相比，LTCC的热膨胀系数更接近硅，因此能够降低半导体贴装时的应力。

如果LTCC线路板具有尺寸精度高的空腔结构，用于裸片安装，则成为高可靠性的多层线路板和封装。

此外，由于其比FR4具有更高的导热性，因此不仅有利于热管理，而且通过在裸芯片安装区域提供由具有优异导热性的Ag制成的导热过孔，可以进一步提高散热性。

耐环境性能

在 900°C 左右的温度下烧成的陶瓷具有出色的耐热性和耐湿性。作为安装电子元件的布线板或封装，它具有在任何环境下确保足够可靠性的能力。

通过改进收缩控制

和层压技术实现高精度基板制造

尺寸精度

虽然 LTCC 在烧制过程中收缩明显，但通过精确控制材料的均匀性和制造工艺，可以生产出高精度的基板。KOA通过其独特的收缩控制技术和层压技术实现了±0.05%或更低的高定位精度。同时，这意味着可以高精度地保持厚度尺寸，在内层无源元件的特性和精度方面可以获得优异的值。

空腔形成

可以通过在堆叠过程中堆叠部分挖空的生片来创建具有空腔结构的基板。另外，通过对生片进行特殊管理，可以容易地形成具有复杂形状的空腔结构。也可以通过将裸芯片半导体封装在空腔中来实现非常薄的模块。

细线布线图

丝网印刷通常用于在 LTCC 基板上形成布线图案。通过使用网状印刷掩模厚膜印刷 Ag 浆料的方法，可以实现 line & space （L/S） = 60/60μm 的精细布线。对于需要更精细布线的应用，使用应用“薄膜技术”的方法。

薄膜配线

薄膜技术作为满足LTCC多层线路板表层小型化需求的一种手段。已经尝试通过应用作为半导体制造技术发展起来的光刻技术和厚/薄膜形成技术在LTCC多层基板上形成精细布线图案。L/S=20/20μm已投入实际使用。

小直径通孔的形成

为了实现高密度安装模块和封装，不仅需要线路的小型化，还需要减小层间连接孔的直径。在LTCC多层布线板的情况下，通常使用直径约100μm的微孔，但随着布线宽度变得更细，需要更小直径的孔。使用利用短波长 YAG 激光的 3 次和 4 次谐波的激光加工机实现了 φ30 μm 的小直径通孔。

利用其优异的特性，

LTCC被应用于各种用途

LTCC的应用

目前被广泛用作小型模块基板的LTCC，可以利用材料的优良特性并采用最新技术进行加工，从而开发出新的应用。我们希望了解 LTCC 的特性，并将其有效地应用于各个领域。

◇微波、毫米波等高频模块基板

◇作为贴装小型/高频模块和裸芯片的薄型模块基板

◇作为半导体封装和中介基板

◇作为贴装时对位置精度要求高的多芯片模块基板

◇适用于高温高湿等恶劣环境下使用的应用

◇对于不喜欢热变形的应用，例如MEMS芯片

编辑：黄飞