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邹小(xiao)姐：13326633089 -
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随着功(gong)率器件特(te)别是第(di)三代半导体(ti)的崛起(qi)与应用，半导体(ti)器件逐渐向大功(gong)率、小(xiao)型化(hua)、集成化(hua)、多功(gong)能等方向发(fa)展，对(dui)封装(zhuang)基板(ban)(ban)性(xing)能也提出了更高(gao)要求。陶瓷基板(ban)(ban)具有热导率高(gao)、耐热性(xing)好、热膨胀系数低、机(ji)械强度高(gao)、绝缘(yuan)性(xing)好、耐腐(fu)蚀、抗辐射等特(te)点(dian)，在电子(zi)器件封装(zhuang)中(zhong)得(de)到广(guang)泛应用。
其中(zhong)共烧多层(ceng)陶瓷(ci)基板由于(yu)可将电(dian)极材料、基板、电(dian)子器件(jian)等一次性烧成，实现(xian)高度集成，而(er)逐渐(jian)在高功率器件(jian)封装中推广应用。
共烧(shao)多层陶瓷基(ji)(ji)板由许多单(dan)片(pian)陶瓷基(ji)(ji)板经(jing)过(guo)叠(die)层、热(re)压(ya)、脱胶、烧(shao)结(jie)等工艺(yi)制成，由于层数可以做得比较多，因此(ci)布线(xian)密度(du)(du)较(jiao)高，互连线(xian)长(zhang)度(du)(du)也能尽可(ke)能地缩(suo)短，组装(zhuang)密度(du)(du)和(he)信号传输速(su)度(du)(du)均得以提(ti)高，因此能(neng)适(shi)应电子整机对电路(lu)小型化、高(gao)密度、多功(gong)能(neng)、高(gao)可靠、高(gao)速度、大功(gong)率的要求。
依据制备(bei)工艺中温度的差(cha)别，可将共(gong)烧陶瓷基板分为高温共烧陶瓷(High-temperature co-fired ceramic，HTCC) 多层基板和(he)低温(wen)共烧陶瓷(Low-temperature co-fired ceramic，LTCC)多层基板。
（a）HTCC陶瓷基板产品 （b）LTCC陶瓷基板产品
那(nei)么这两种技术之间(jian)的区别在哪(na)呢？
其实(shi)两者的生(sheng)产(chan)工艺基(ji)本相同(tong)，都要经过配制浆(jiang)料、流延生(sheng)带、干燥生(sheng)坯、钻导(dao)通孔、网印填(tian)孔、网印线路、叠层(ceng)烧结，最后进行切片等后处理的制备过程。只不过HTCC技术是烧结温度大于1000℃的共烧技术，通常在900℃以下先进行排胶处理，再在更高的温度环境1650～1850℃烧结成(cheng)型。而LTCC相对于HTCC而言，烧结温度更低，一般(ban)低于950℃，由于(yu)HTCC基板存在烧结温度高，能耗巨大，金属导体材料受限等缺点，因而促使了LTCC工艺的发展。
典型(xing)的多层(ceng)陶瓷基板制造过程
烧结(jie)温度的差别，最先(xian)影(ying)响(xiang)的是(shi)材料的选择(ze)，进而影(ying)响(xiang)制备(bei)出的产品的性能(neng)，导致(zhi)两种产品适(shi)合不同的应用方(fang)向。
HTCC基板(ban)因(yin)烧成温度高(gao)，不能采用(yong)金(jin)、银、铜等低(di)熔(rong)点金(jin)属材料，必(bi)须采用(yong)钨(wu)、钼(mu)、锰等难熔金(jin)属材(cai)料，制作成本(ben)较(jiao)高(gao)(gao)，且这些材(cai)料电导率低，会造成信(xin)号(hao)延迟(chi)等缺(que)陷，所以不适合做高(gao)(gao)速或高(gao)(gao)频(pin)微组装电路的(de)基板。但由(you)于(yu)材(cai)料烧结的(de)温度更(geng)高(gao)(gao)，因(yin)而具(ju)有(you)更高的机械强度、热导率以及(ji)化学稳定性，同时具有材料来(lai)源广泛和成(cheng)本低(di)、布(bu)线(xian)密度高等优点，HTCC基板在对热稳定性、基体机械强度、导热性、密封性、可靠性要求较高的大功率封装领域更有优势。
而LTCC基板是通过在陶瓷浆料中添加无定形玻璃、晶(jing)化玻璃、低(di)熔点氧化物等材料(liao)来降(jiang)低烧结温(wen)度，可以采(cai)用电导率高(gao)而熔点低(di)的金、银、铜等金属作为(wei)导体材(cai)料，既(ji)降低(di)了成本(ben)，又能获得良(liang)好的性能。并且(qie)由于玻璃(li)陶瓷(ci)低介电常数和高频低损(sun)耗性能，使(shi)(shi)之非(fei)常适合应用于射(she)频、微(wei)波和毫米(mi)波器件中。但由于在陶瓷浆料中添加了玻璃类材(cai)料，会使(shi)(shi)基板导热(re)率偏低，烧结(jie)温度(du)较低也使(shi)(shi)其机械强度(du)不如HTCC基板。
因此(ci)，HTCC和LTCC的差异，也仍旧是一种性能此消彼长的情况，各有其优缺点，需根据具体应用条件选择合适的产品。
低温共烧陶瓷(ci)与高温共烧陶瓷(ci)的(de)差异
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名(ming)称 |
HTCC |
LTCC |
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基(ji)板(ban)介质材料 |
氧化(hua)铝 、莫(mo)来石(shi)、氮化(hua)铝等 |
(1)微晶玻璃系材(cai)(cai)料(liao); (2)玻璃+陶瓷复(fu)合(he)系材(cai)(cai)料(liao); (3)非晶玻璃系材(cai)(cai)料(liao) |
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导电金属材料 |
钨(wu)、钼、锰、钼-锰等 |
银、金 、铜、钯-银等 |
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共烧(shao)温度 |
1650℃- 1850℃ |
950℃以下 |
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优(you)点 |
(1)机械强度较(jiao)高; (2)散热系数较(jiao)高; (3)材料成本较(jiao)低(di); (4)化学性能稳定(ding);( 5) 布(bu)线密度高 |
(1)导电(dian)率(lv)较高;(2)制作成(cheng)本较低;(3)有较小的热(re)膨胀系数(shu)和介电(dian)常数(shu)且(qie)介电(dian)常数(shu)易(yi)调整;(4)有优良的高频性(xing)能；(5)由于(yu)烧结(jie)温度低，可内封(feng)一些元件(jian) |
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缺点 |
( 1)导电率较低(di);(2)制作成本较高(gao) |
(1)机(ji)械强度低(di);(2)散热系数低(di); (3)材料成(cheng)本较高 |
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应用领域 |
高可靠性微电(dian)子集(ji)成电(dian)路(lu)、大功(gong)率微组装电(dian)路(lu)、车(che)载大功(gong)率电(dian)路(lu)等领(ling)域 |
高(gao)频无线通信(xin)领域、航空航天、存储器(qi)(qi)、驱动器(qi)(qi)、滤波(bo)器(qi)(qi)、传(chuan)感器(qi)(qi)以(yi)及汽车(che)电子等领域 |
总之(zhi)，HTCC基板由于工艺成熟，介质材料廉价等优点，在电子封装中，很长一段时间内还将起着主要作用，但今后随着材料的不断改进、工艺控制的完善和技术日趋成熟，LTCC的天然优势会更为突出，更适合如今高频、高速、高功率的发展趋势。然而各种基板材料都有其优缺点, 由于具体应用电路要求不同，对基板材料性能要求也不一样。因此，各种基板材料在很长一段时间内将共同存在和发展。
参考来源：
大功率LED封装基板研究进展；王文君、王双喜、张丹、黄永俊、李少杰
（汕头大学(xue)工学(xue)院）
共烧陶瓷多层基板技(ji)术(shu)及其发展应(ying)用；姬忠涛(tao)、张正富（昆(kun)明(ming)理工大学(xue)材料与冶金(jin)工程(cheng)学(xue)院）
粉(fen)体(ti)圈(quan) 小吉
