隨著微電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,電子整機在小型化、便攜式、多功能、數(shù)字化及高可靠性、高性能方面的需求,對元器件的小型化、集成化以至模塊化要求愈來愈迫切。 有人曾夸張地預(yù)言,以后的電子工業(yè)將簡化為裝配工業(yè)——把各種功能模塊組裝在一起即可。低溫共燒陶瓷技術(shù)(low temperature cofired ceramic LTCC)是近年來興起的一種相當(dāng)令人矚目的多學(xué)科交叉的整合組件技術(shù),以其優(yōu)異的電子、機械、熱力特性已成為未來電子元件集成化、模組化的首選方式,廣泛用于基板、封裝及微波器件等領(lǐng)域。

LTCC技術(shù)是于1982年休斯公司開發(fā)的新型材料技術(shù),是將低溫?zé)Y(jié)陶瓷粉制成厚度精確而且致密的生瓷帶,在生瓷帶上利用激光打孔、微孔注漿、精密導(dǎo)體漿料印刷等工藝制出所需要的電路圖形,并將多個被動組件(如低容值電容、電阻、濾波器、阻抗轉(zhuǎn)換器、耦合器等)埋入多層陶瓷基板中,然后疊壓在一起,內(nèi)外電極可分別使用銀、銅、金等金屬,在900℃下燒結(jié),制成三維空間互不干擾的高密度電路,也可制成內(nèi)置無源元件的三維電路基板,在其表面可以貼裝IC和有源器件,制成無源/有源集成的功能模塊,可進(jìn)一步將電路小型化與高密度化,特別適合用于高頻通訊用組件。

LTCC具有以下特點：

a.根據(jù)配料的不同,LTCC材料的介電常數(shù)可以在很大范圍內(nèi)變動,增加了電路設(shè)計的靈活性;

b.陶瓷材料具有優(yōu)良的高頻、高Q特性和高速傳輸特性;

c.使用高電導(dǎo)率的金屬材料作為導(dǎo)體材料,有利于提高電路系統(tǒng)的品質(zhì)因數(shù);

d.制作層數(shù)很高的電路基板,易于形成多種結(jié)構(gòu)的空腔,內(nèi)埋置元器件,免除了封裝組件的成本,減少連接芯片導(dǎo)體的長度與接點數(shù),并可制作線寬小于50μm的細(xì)線結(jié)構(gòu)電路,實現(xiàn)更多布線層數(shù),能集成的元件種類多,參量范圍大,易于實現(xiàn)多功能化和提高組裝密度;

e.可適應(yīng)大電流及耐高溫特性要求,具有良好的溫度特性,如較小的熱膨脹系數(shù),較小的介電常數(shù)穩(wěn)定系數(shù)。LTCC基板材料的熱導(dǎo)率是有機疊層板的20倍,故可簡化熱設(shè)計,明顯提高電路的壽命和可靠性;

f.與薄膜多層布線技術(shù)具有良好的兼容性,二者結(jié)合可實現(xiàn)更高組裝密度和更好性能的混合多層基板和混合型多芯片組件;

g.易于實現(xiàn)多層布線與封裝一體化結(jié)構(gòu),進(jìn)一步減小體積和重量,提高可靠性、耐高溫、高濕、沖振,可以應(yīng)用于惡劣環(huán)境;

h.非連續(xù)式的生產(chǎn)工藝,便于基板燒成前對每一層布線和互連通孔進(jìn)行質(zhì)量檢查,有利于提高多層基板的成品率和質(zhì)量,縮短生產(chǎn)周期,降低成本。表1給出集成電路中常用的幾種基板性能比較。

LTCC技術(shù)由于自身具有的獨特優(yōu)點,在軍事、航天、航空、電子、計算機、汽車、醫(yī)療等領(lǐng)域均獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。

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