低温共烧多层AlN陶瓷基片

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银基多层氮化铝陶瓷基板低温共烧的工艺研究

银基多层氮化铝陶瓷基板低温共烧的工艺研究

Semiconductor Technology Vol. 29 No. 3March 2004411 引言随着半导体IC芯片集成化、速度和功率的日益提高,以及电子整机向小、轻、薄方向发展,对与之相适应的高密度电路基板的要求也越来越高。

过去采用高温共烧技术制成的多层陶瓷基板,由于布线导体材料必须是诸如钨、锰等高熔点金属,不仅电阻大,性能差,而且成本高,很难推广应用。

而AlN/glass复合材料的烧结温度可控制在1000℃以内,从而使得和高导电银的共烧成为可能。

本文将研究以银为共烧布线材料,采用丝网印刷金属化图形,流延制备AlN/glass复合材料坯片,来实现低温共烧。

2 实验过程银基多层氮化铝陶瓷基板低温共烧的工艺研究戎瑞芬,汪荣昌,顾志光(复旦大学材料科学系, 上海 200433)摘要:从低温共烧的工艺角度来研究氮化铝坯片和银浆的排胶,从而确立排胶的温度及烧结气氛的控制。

结果表明,二次排胶法与在氮气气氛中加入微量氧进行烧结,获得了综合性能优良的银布线多层陶瓷基板。

关键词:氮化铝;银浆;排胶;低温共烧中图分类号:TN405;TB35 文献标识码:A 文章编号:1003-353X(2004)03-0041-03Research of LTCC technology of silver-basemultilayer AlN ceramic substratesRONG Rui-fen, WANG Rong-chang, GU Zhi-guang,( Department of Material Science, Fudan University, Shanghai 200433,China)Abstract: The process of organic vehicle evacuation of AlN green tape and Ag conductor pastehave been researched in the view of LTCC technology, and optimum condition of organic vehicleevacuation temperature and cofiring atmosphere have been determined. The result shows that thebest comprehensive properties of silver conductor multilayer AlN ceramic substrates can beenachieved by two-step organic vehicle evacuation technology and cofire the substrate using mixedatmosphere gases of nitride and micro fraction of oxide.Key words: AlN;Ag conductor paste;vehicle evacuation;LTCC图1 AlN多层基板制备工艺流程图AlN多层基板制备工艺流程图见图1。

低温共烧陶瓷基板ppt课件

低温共烧陶瓷基板ppt课件

几种主要基板材料
Al2O3氧化铝陶瓷 氧化铝陶瓷被广泛用于厚、薄膜电路和MCM的基板。氧化铝陶瓷的玻璃成分一般 由二氧化硅和其他氧化物组成。
氮化铝陶瓷
氮化铝突出的优良性能是具有和氧化铍一样的导热性,以及良好的电绝缘性能、 介电性能。氮化铝的价格比氧化铝要贵。
硅基板
硅是一种可作为几乎所有半导体器件和集成电路的基板材料。优点有其基板和硅IC 芯片完全匹配;热导率比氧化铝陶瓷高得多;易于用铝或其他金属进行金属化等。
LTCC 微波元件
LTCC 集成模块
天线的结构如图所示,可以看到LTCC 介 质被沿波损耗的目的。
图为将多个LTCC 频率合成器放置在基板上的LTCC 频率合成 器测试版。该组件包括了一个4×4 的开关矩阵,集成PIN 的二极管,单刀双掷开关IC 芯片和无源器件。为了检测整
LTCC 技术是1982 年美国休斯公司开发的一种新型材料技术。
该工艺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,在一定温度下烧结, 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 IC和有源器件,制成无源/有源集成的功能模块等等。
LTCC基板材料
目前已开发出多种LTCC 基板材料, 由于加入玻璃是实现LTCC 技术的重要措施, 因此 对适用的玻璃种类进行过大量研究, 如高硅玻璃, 硼硅酸玻璃, 堇青石玻璃等。
陶瓷粉料的比例是决定材料物理性能与电性能的关键因素。为获得低介电常数的 基板, 必须选择低介电常数的玻璃和陶瓷组合, 主要有硼硅酸玻璃/ 填充物质、玻 璃/ 氧化铝系、玻璃/莫来石系等, 要求填充物在烧结时能与玻璃形成较好的浸润。

低温共烧陶瓷基板1

低温共烧陶瓷基板1

LED封装的陶瓷材料和PPA性能对比见下表。 相对于传统PPA封装材料而言,陶瓷散热基板在散热效果、匹配度、热膨胀系数、抗腐蚀和 黄化、气密性及耐高温等方面具有良好特性,因而成为LED封装的首选材料。
LED封装的陶瓷材料和PPA材料性能比较
常见的陶瓷封装基板有LTCC基板、高温共烧陶瓷(HTCC)基板、直接键合铜 (DBC)基板和直接镀铜(DPC)基板,四种陶瓷基板比较见下表。
LTCC基板制造工艺
用于LED封装的LTCC陶瓷基板制作工艺主要包括打孔、微孔填充、电路图印刷、 叠片、涂覆反射膜、层压、热切和高温烧结等。工艺流程如图所示。
LTCC基板热电分离结构
在散热设计方面,LTCC基板采用热电分离技术,导热通孔与导电通孔分别热电分离,导热 通孔及导热电极起散热作用,无电流导通,导电通孔仅起电学导通作用。下图所示为用于 LED封装的LTCC基板结构图,LED芯片直接焊接在LTCC基板上导热银柱上方,利用导热通孔 阵列来散热。
2016
低温共烧陶瓷(L TC C )基板 介绍
张德龙 16722137
主目录
CONTENTS
LTC C 基板
2
1
基板介绍
文献阅读
3
1
基板介绍
基板的作用
基板是实现元器件功能化、组件化的一个平台,是微电子封装的重要 环节。 基板主要有一下几个功能:
(1)互连和安装裸芯片或封装芯片的支撑作用。 (2)作为导体图形的绝缘介质。 (3)将热从芯片上传导出去的导热媒体。 (4)控制高速电路中的特性阻抗、串扰以及信号延迟。
LTCC 微波元件
LTCC 集成模块
图为将多个LTCC 频率合成器放置在基板上的LTCC 频率合成 器测试版。该组件包括了一个4×4 的开关矩阵,集成PIN 的二极管,单刀双掷开关IC 芯片和无源器件。为了检测整 个系统的工作状态,在该模块中增加了数字控制器、功率 检测器、温度传感器等模块。

ALN(氮化铝)陶瓷基片主要性能指标

ALN(氮化铝)陶瓷基片主要性能指标

ALN(氮化铝)陶瓷基片主要性能指标
ALN(氮化铝)陶瓷基片主要性能指标
Technical factors of Aluminum Nitride substracts
ALN(氮化铝)陶瓷基片产品图
ALN(氮化铝)陶瓷干压片产品图
氮化铝陶瓷基片外观缺陷指标
Aluminum Nitride Ceramic Substrates Surface Inperfection Criteria
项目Item
标准Acceptance criteria
粘粒Burrs:
多余物质的碎片,或者粘附于表面的外来物质Fragment of excess material or foreign particle adhering to the surface 直径None≤0.5mm Diameter 高度None≤0.025mm High
凹坑,针孔,斑点Holes, Pits, and Pocks:形成空洞或印迹明显
Detectable trace or void 凹坑Holes:直径None≤0.25mm Diameter; 深度None≤0.18mm Depth
针孔Pits:直径None≤0.2mm Diameter
斑点Pocks:直径None≤0.3mm Diameter
瓷疱Blisters:
气泡或包含气体破裂后在表面形成的坑、点或孔
Bubble or pore inclusion at the surface which
if broken could form a pit, pock or hole
高度None≤0.025mm。

低温共烧陶瓷基板

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。

低温共烧陶瓷基片

低温共烧陶瓷基片

低温共烧陶瓷基片低温共烧陶瓷基片是一种具有广泛应用前景的新材料,它在电子、光电子、能源等领域有着重要的应用价值。

本文将从低温共烧陶瓷基片的定义、制备方法、特点及应用方面进行介绍。

一、低温共烧陶瓷基片的定义低温共烧陶瓷基片是一种以陶瓷材料为基础,采用低温烧结工艺制备而成的薄片状材料。

它通常由陶瓷粉体和有机添加剂混合制备而成,经过成型、干燥、烧结等工艺步骤而成。

与传统陶瓷材料相比,低温共烧陶瓷基片具有烧结温度低、成型性好、机械性能优良等特点。

低温共烧陶瓷基片的制备方法主要包括以下几个步骤:1. 原料准备:将陶瓷粉体与有机添加剂按一定比例混合均匀,使得陶瓷粉体颗粒分散均匀。

2. 成型:将混合好的陶瓷粉体通过压制或注塑等方式成型成所需形状的基片。

3. 干燥:将成型的基片在适当的温度下进行干燥,去除基片中的水分和有机添加剂。

4. 烧结:将干燥后的基片在高温下进行烧结,使得陶瓷粉体颗粒之间发生结合,形成致密的基片。

三、低温共烧陶瓷基片的特点低温共烧陶瓷基片具有以下几个特点:1. 低温烧结:相比传统陶瓷材料,低温共烧陶瓷基片的烧结温度较低,可以在较短的时间内完成烧结过程,提高生产效率。

2. 成型性好:由于有机添加剂的存在,低温共烧陶瓷基片具有良好的成型性,可以通过不同的成型方式制备出各种形状的基片。

3. 机械性能优良:低温共烧陶瓷基片具有较高的硬度、强度和耐磨性,可以在复杂的工况下保持稳定性能。

4. 良好的绝缘性能:低温共烧陶瓷基片具有良好的绝缘性能,可以在高压、高温等恶劣环境下稳定工作。

四、低温共烧陶瓷基片的应用由于低温共烧陶瓷基片具有独特的特点,因此在各个领域都有着重要的应用价值。

1. 电子领域:低温共烧陶瓷基片可以作为电子元器件的基座、封装材料等,具有良好的绝缘性能和热稳定性,可以提高电子元器件的可靠性和稳定性。

2. 光电子领域:低温共烧陶瓷基片可以作为光电子器件的基座、衬底材料等,具有良好的光学性能和机械性能,可以提高光电子器件的性能和寿命。

低温共烧多层陶瓷ic基板

低温共烧多层陶瓷ic基板1、低温共烧多层陶瓷IC基板技术介绍低温共烧多层陶瓷IC基板是指在温度不超过150°C的条件下将多个层压体片衬底按照导电线路的布置通过釉烧方式固定在一起的产品。

它包括一系列经过精心设计和新材料研发技术,具有高熔温、低熔温复合特性,可以实现低温共烧,在电路设计层面,可以实现高密度化和复杂电路。

2、低温共烧多层陶瓷IC基板材料特性低温共烧多层陶瓷IC基板材料特性主要是由衬底钎料、陶瓷包装系统和层压体片三部分构成。

这种多层陶瓷IC基板的衬底采用特殊的环氧或丙烯酸树脂,具有良好的层合性能,可以使多层陶瓷层分布均匀,达到目的。

陶瓷包装系统是用来固定多层的,具有优越的耐热和耐腐蚀性能,可以有效地防止在共烧过程中芯片包装系统受损。

此外,层压体片具有优越的表面性能,能够达到精确的尺寸控制,确保钎焊能源的可靠性。

3、低温共烧多层陶瓷IC基板的优势1)低温共烧多层陶瓷IC基板的釉烧过程较为简单,它可以在一次共烧中实现多层的组装。

同时,它可以有效地减少温度升高出去的热量,从而使熔温更加稳定,釉及范围比较小。

2)釉烧技术有利于多层电路器件的高密度构筑,能够实现复杂电路的精确位置定位,并且可以在极小的空间内提供足够的回路条件。

3)低温共烧多层陶瓷IC基板器件的釉烧温度较低,因此可以更好的保护晶片,使晶片器件的使用寿命得到更好的保护,使产品的可靠性得到显著提高。

4、低温共烧多层陶瓷IC基板应用前景此类多层器件在微电子、车载电子、航空电子、通信领域具有广阔的应用前景。

能够实现更高密度的电路设计,实现复杂电路,创造出更强的功能,满足复杂的系统设计要求;还可以用于智能移动终端、航空电子设备以及新兴的穿戴式电子产品等领域。

综上所述,低温共烧多层陶瓷IC基板的出现在现代电子工业中起到了突出的作用,它给微电子、车载电子、通信和航空电子等领域的应用提供了新的可能性。

同时,与传统低温共烧多层电路基板技术相比,它拥有更强的质量和可靠性,可以为用户提供出色的产品性能。

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。

高导热AlN陶瓷低温烧结助剂的研究现状_吴玉彪

综述与评述高导热AlN 陶瓷低温烧结助剂的研究现状吴玉彪1,詹 俊1,张 浩2,郭 军2,刘俊永2,崔 嵩2,汤文明1(1.合肥工业大学材料科学与工程学院,合肥 230009;2.华东微电子技术研究所合肥圣达实业公司,合肥 230022)摘 要:介绍了烧结AlN 陶瓷的烧结助剂的选择原则以及几种单一烧结助剂和多元烧结助剂的低温助烧机理;讨论了烧结助剂的类型、添加方式、加入量等对AlN 陶瓷力学、热学性能的影响;并对低温烧结高导热AlN 陶瓷的发展趋势提出了一些看法。

关键词:氮化铝陶瓷;烧结助剂;热导率;低温烧结中图分类号:TQ174 文献标识码:A 文章编号1001-9642(2013)09-0001-5收稿日期:2012-5-9基金项目:安徽省十二五科技攻关项目(12010202051)作者简介:吴玉彪,男,硕士研究生通讯作者:汤文明,教授E-mail:wmtang@Present Situation on Low-temperature Sintering Additivesof High Thermal-conductivity Aln CeramicsWU Yubiao 1,ZHAN Jun 1,ZHANG Hao 2,GUO Jun 2,LIU Junyong 2,CUI Song 2,TANG Wenming 1(1: School of Materials Science and Engineering, Hefei University of Technology,Hefei 230009, China ;2: Hefei Shengda Electronics Technology Industry Co.,East China ResearchInstitute of Microelectronic,Hefei 230022, China)Abstract:General principles for choosing the sintering additives of AlN ceramics and sintering-aided mechanisms ofthe single-component and multiple-component sintering additives were summarized. And, effects of the types, add methods and contents of the sintering additives on the mechanical and thermal properties of the AlN ceramics were also discussed, respectively. Finally, opinions on development tendency of the high thermal-conductivity AlN ceramics sintered at low-temperature were given.Key words: AlN; sintering additives; thermal conductivity; low-temperature sintering众所周知,AlN陶瓷具有十分优异的性能,主要表现为以下几个方面[1-3]:(1) 与Al 2O 3陶瓷相比,热导率较高,是Al 2O 3的5-10倍;(2) 与BeO陶瓷相比,无毒、无害,有利于环保;(3) 热膨胀系数(4.3×10-6/℃)与半导体Si材料((3.5-4.0)×10-6/℃)匹配,确保电子元件不因热效应而失效;(4) 电绝缘性能好,介质损耗低;(5)可进行多层布线,实现封装的高密度和小型化。

多层低温共烧陶瓷技术

多层低温共烧陶瓷技术多层低温共烧陶瓷技术是一种新型的制备陶瓷材料的方法,主要通过在低温下,将多种不同配方的陶瓷颗粒共同烧结,形成具有优良性能和多种应用价值的高性能陶瓷材料。

该技术的主要特点是可以综合利用各种陶瓷颗粒的优势,有效地提高了材料的性能,降低了成本,具有较好的应用前景。

多层低温共烧陶瓷技术的制备方法主要包括以下几个步骤:1、选择适宜的原料并进行粉碎。

一般来说,多层低温共烧陶瓷技术需要选择不同的陶瓷粒子作为原料。

在选择原料时,需要考虑不同陶瓷颗粒的性质与配比,以及烧结温度等因素。

一般情况下,需要对选定的原料进行粉碎,使其达到均匀的颗粒分布。

2、将不同配方的陶瓷颗粒混合均匀。

将所选的不同陶瓷颗粒按一定比例混合均匀,以实现综合利用各种陶瓷颗粒的效益,并达到更优异的性能。

3、制备陶瓷制品。

将混合好的陶瓷颗粒放入模具中,并进行成型,以制备出具有所需形状、尺寸和密度的陶瓷制品。

4、烧结陶瓷制品。

将制备好的陶瓷制品放入炉内,并对其进行低温共烧处理。

烧结温度和烧结时间需要根据所选原料的性质和配比进行调整和控制,以保证最终成品具有优异的性能。

由于多层低温共烧陶瓷技术能够综合利用多种不同的陶瓷颗粒,并使其充分发挥其各自优势,因此可以制备出多种不同性能的高性能陶瓷材料。

在制备陶瓷电容器时,可采用氧化铜、氧化铝、氧化镁等多种不同陶瓷颗粒,通过多层低温共烧技术共同烧结,制备出性能优异、电容量高、稳定性好的陶瓷电容器。

多层低温共烧技术还可用于制备陶瓷磁性材料、陶瓷复合材料、陶瓷基金属复合材料等多种应用领域。

在制备这些各种陶瓷材料时,都需要根据原材料的性质选择适宜的陶瓷颗粒,以实现材料的最优性能。

多层低温共烧陶瓷技术是一种能够综合利用多种不同陶瓷颗粒,制备出高性能、多功能陶瓷材料的新型技术。

虽然该技术尚处于发展阶段,但未来应会在各种陶瓷制造领域得到广泛的应用。

多层低温共烧陶瓷技术在实际应用中,具有许多特别的优点和优势。

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