CN104446522B - 基于ltcc的多层烧结工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于LTCC的多层烧结工艺，它包括：低损耗基板制作步骤：用功率损耗小的电路基片代替LTCC上微波电路部分基片；大尺寸器件装配步骤：将大尺寸器件粘接在LTCC上并进行包裹加固；LTCC与金属腔连接的步骤：用载板过渡连接替换LTCC直接与金属腔连接；LTCC多芯片烧结步骤：将芯片在多个载板上组合后粘接在LTCC上，扩大热容。本发明提供了一种基于LTCC的多层烧结工艺，解决了LTCC介电常数大、损耗大、可焊性差、可返修性差，LTCC与铝合金材料热膨胀系数差异大导致装配困难等技术问题，提高了产品可靠性，具有很强的可操作性，经济可行。

Description

基于LTCC的多层烧结工艺
技术领域
本发明涉及一种LTCC工艺，特别是一种基于LTCC的多层烧结工艺。
背景技术
随着电子行业的飞速发展，时代的进步，客服的需求，电子产品高集成化、小型化要求越来越高，LTCC低温共烧陶瓷因其高介电常数可实现多层、密集的电路设计，也可对微型元器件进行预埋处理。但也因基于LTCC技术的电路损耗大，厚膜及溅射金属化工艺可焊性、可返修性差和不可调试性，预埋器件尺寸小等因数导致LTCC技术应用受到诸多限制；另，LTCC物理性能（如：脆性大、热膨胀系数小、导热性差等）也给LTCC技术的应用带来极大的工艺技术难题。
优化LTCC金属化工艺可改善LTCC的可焊性和可调试性，优化思路为将单独的厚膜或溅射工艺改为：厚膜/溅射→镀镍→镀金，但会大大增加LTCC的生产成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于LTCC的多层烧结工艺，能够解决LTCC介电常数大、损耗大、可焊性差、可返修性差，LTCC与铝合金材料热膨胀系数差异大导致装配困难等技术问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：它包括一个低损耗基板制作步骤、一个大尺寸器件装配步骤、一个LTCC与金属腔连接的步骤和一个LTCC多芯片烧结步骤；
（1）低损耗基板制作步骤：用功率损耗小的电路基片代替LTCC上微波电路部分基片；
（2）大尺寸器件装配步骤：将大尺寸器件粘接在LTCC上并进行包裹加固；
（3）LTCC与金属腔连接的步骤：用载板过渡连接替换LTCC直接与金属腔连接；
（4）LTCC多芯片烧结步骤：将芯片在多个载板上组合后粘接在LTCC上，扩大热容。
所述的低损耗基板制作包括：用导电胶将RT6002电路基片粘接在LTCC基板上，替代原有的微波电路。
所述的大尺寸器件装配包括如下步骤：
S21：用导电胶将大尺寸器件粘接在LTCC焊盘上；
S22：在大尺寸器件周围用高分子树脂进行包围加固。
所述的LTCC与金属腔连接包括如下子步骤：
S31：将LTCC基板与钨铜载板进行连接；
S32：将钨铜载板用铅锡合金烧结在金属腔上，或者用导电胶粘接在金属腔上。
所述的LTCC多芯片烧结包括如下步骤：
S41：将芯片组合焊接在钼铜载板上；
S42：将芯片组合件用高导热率导电胶粘接在LTCC上。
所述的高导热率导电胶为SK100导电胶。
所述的导电胶为H20E导电胶。
所述的LTCC基板与钨铜载板之间使用金锡合金连接。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种基于LTCC的多层烧结工艺，解决了因LTCC损耗大带来的技术难题；解决了因LTCC热膨胀系数小带来的LTCC装配问题；解决了因LTCC可焊性差、不可调试性等导致的微波电路设计难题；解决了因LTCC导热性差导致的大功率芯片损坏的工艺难题。既提高了产品可靠性，又具有很强的可操作性，经济可行。
附图说明
图1为LTCC多层烧结工艺框图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，它包括一个低损耗基板制作步骤、一个大尺寸器件装配步骤、一个LTCC与金属腔连接的步骤和一个LTCC多芯片烧结步骤；
（1）低损耗基板制作步骤：用功率损耗小的电路基片代替LTCC上微波电路部分基片；
（2）大尺寸器件装配步骤：将大尺寸器件粘接在LTCC上并进行包裹加固；
（3）LTCC与金属腔连接的步骤：用载板过渡连接替换LTCC直接与金属腔连接；
（4）LTCC多芯片烧结步骤：将芯片在多个载板上组合后粘接在LTCC上，扩大热容。
所述的低损耗基板制作包括：用导电胶将RT6002电路基片粘接在LTCC基板上，替代原有的微波电路。
RT6002电路基片介电常数小，功率损耗小，解决其功率损耗问题；RT6002电路基片金属化层为Cu/Ni/Ag，可焊性和可返修性能较好，能方便的进行电路调试。
大尺寸器件装配包括如下步骤：
S21：用导电胶将大尺寸器件粘接在LTCC焊盘上；
S22：在大尺寸器件周围用高分子树脂进行包围加固。
LTCC可预埋器件尺寸小，诸如胆电容之类的大尺寸器件无法实现预埋，而电路设计又无法规避类似器件的使用用H20E粘接胆电容至LTCC焊盘上实现了胆电容的电路连接，再在胆电容四周用高分子树脂进行包裹加固，提高了粘接可靠性，从而实现了胆电容在LTCC表面的装配工艺。
所述的LTCC与金属腔连接包括如下子步骤：
S31：将LTCC基板与钨铜载板进行连接；
S32：将钨铜载板用铅锡合金烧结在金属腔上，或者用导电胶粘接在金属腔上。
LTCC脆性大，直接将LTCC粘接/烧结至金属腔体内，温度冲击下因其热膨胀系数差异大，容易导致LTCC崩裂，可靠性差；用钨铜载板作为中间过渡，良好的解决了因膨胀系数不匹配导致的LTCC损坏问题；LTCC与钨铜之间用金锡合金连接，钨铜与腔体之间用H20E粘接或者用铅锡合金烧结。
所述的LTCC多芯片烧结包括如下步骤：
S41：将芯片组合焊接在钼铜载板上；
S42：将芯片组合件用高导热率导电胶粘接在LTCC上。
LTCC导热率低，直接在上粘接功率芯片易导致芯片散热不良而损坏，可靠性低，本发明通过在钼铜载板上用金锡合金进行芯片的组合焊接，在将芯片组合件用高导热率导电胶SK100粘接在LTCC上，扩大了热容，从而有效的实现了LTCC上的多芯片烧结工艺。
所述的高导热率导电胶为SK100导电胶。
所述的导电胶为H20E导电胶。
所述的LTCC基板与钨铜载板之间使用金锡合金连接。

Claims (5)

1.基于LTCC的多层烧结工艺，其特征在于：它包括一个低损耗基板制作步骤、一个大尺寸器件装配步骤、一个LTCC与金属腔连接的步骤和一个LTCC多芯片烧结步骤；
（1）低损耗基板制作步骤：用功率损耗小的电路基片代替LTCC上微波电路部分基片；
（2）大尺寸器件装配步骤：将大尺寸器件粘接在LTCC上并进行包裹加固；
（3）LTCC与金属腔连接的步骤：用载板过渡连接替换LTCC直接与金属腔连接；
（4）LTCC多芯片烧结步骤：将芯片在多个载板上组合后粘接在LTCC上，扩大热容；
所述的大尺寸器件装配包括如下步骤：
S21：用导电胶将大尺寸器件粘接在LTCC焊盘上；
S22：在大尺寸器件周围用高分子树脂进行包围加固；
所述的LTCC与金属腔连接包括如下子步骤：
S31：将LTCC基板与钨铜载板进行连接；
S32：将钨铜载板用铅锡合金烧结在金属腔上，或者用导电胶粘接在金属腔上；
所述的LTCC多芯片烧结包括如下步骤：
S41：将芯片组合焊接在钼铜载板上；
S42：将芯片组合件用高导热率导电胶粘接在LTCC上。
2.根据权利要求1所述的基于LTCC的多层烧结工艺，其特征在于：所述的低损耗基板制作包括：用导电胶将RT6002电路基片粘接在LTCC基板上，替代原有的微波电路。
3.根据权利要求1所述的基于LTCC的多层烧结工艺，其特征在于：所述的高导热率导电胶为SK100导电胶。
4.根据权利要求1或2中任意一项所述的基于LTCC的多层烧结工艺，其特征在于：所述的导电胶为H20E导电胶。
5.根据权利要求1所述的基于LTCC的多层烧结工艺，其特征在于：所述的LTCC基板与钨铜载板之间使用金锡合金连接。
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一种基于LTCC技术的新型功率放大器研制;伍星等;《太赫兹科学与电子信息学报》;20141031;第12卷(第5期);第707-711页 *

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