高导热低温共烧陶瓷(LTCC)材料的研究进展

本文阐述了LTCC材料的特点、导热机理及影响材料热导率的因素,并系统总结近年来高导热LTCC材料研究现状。通过分析影响LTCC材料热导率的因素,总结了目前提高LTCC材料导热性能的方法。

低温共烧陶瓷激光测厚系统设计与误差分析

基于提升低温共烧陶瓷(low temperature co-fired ceramic,LTCC)厚度的检测精度、测量效率和可溯源性的需求,设计一套LTCC激光测厚系统。针对测量精度难以满足需求的问题,对存在误差进行分析,采用厚度测量用调整夹具消除同轴度误差和线性度误差,优化设计结构降低倾角误差,循环传感器标定消除重复度误差,通过数据优化和滤波处理降低机械振动误差,提高了系统测量精度。与实际产品厚度数据对比,最终精度误差≤5μm,符合产品的应用要求,具有广阔的应用市场。

预烧、磨料、烧结工艺对低温共烧NiCuZn铁氧体结构及磁性能的影响

采用氧化物陶瓷工艺制备低温共烧NiCuZn软磁铁氧体材料,考察了预烧温度、球磨时间、烧结温度等工艺条件对材料微观结构和磁性能的影响。结果表明,随球磨时间延长、预烧温度增高,NiCuZn铁氧体材料磁导率、饱和磁通密度先增大后减小,功耗则先减小后增大;随烧结温度升高,材料磁导率、饱和磁通密度不断增大,功耗先降低后增高。当预烧温度为860℃、球磨时间6 h、烧结温度为900℃时,晶粒尺寸在1~2μm之间、大小均匀、结构致密,材料磁导率为465、饱和磁通密度为306 mT、功耗为46.5 kW/m^(3),综合磁性能最佳。

低温共烧陶瓷(LTCC)工艺的研究

低温共烧陶瓷(LTCC)技术是近年发展起来的令人瞩目的整合组件技术,已经成为无源集成的主流技术,成为无源元件领域的发展方向和新的元件产业的经济增长点。叙述了低温共烧陶瓷技术(LTCC)的制备工艺以及未来应用前景。

低温共烧陶瓷填孔工艺的改良措施

通过对低温共烧陶瓷(LTCC)工艺中填孔刮刀的改良,将刮刀与网版的接触棱边进行倒角,刮刀在填孔过程中受到挤压产生变形,由原来锯齿状的尖角改良成平滑的圆角,经一次填孔既改善了填孔质量,又提高了工作效率。

低温共烧低介电常数微波介质陶瓷的研究进展

随着全球移动数据量的爆炸式增加和全球卫星定位系统(GPS)等其他无线通讯定位手段的飞速发展,微波介质陶瓷作为一种至关重要的介质材料,可以承担多种高频信号和微波信号,正朝着高频化和信号的高频可调性方向发展。当今大数据时代,电子器件的轻薄化、高性能和低损耗对微波介质陶瓷材料提出了更高的要求。低温共烧陶瓷(LTCC)技术以其优异的热、电性能和先进的制备工艺成为有源/无源元器件封装的主流,广泛地用于电子器件和电路封装。实际应用中,对用于基板的微波电子器件而言,低介电常数可以有效地避免信号延迟,保证高效的传输速率,高的品质因数(Q×f≥5000 GHz)可以增加选频特性和器件工作的可靠性,近零谐振频率温度系数(τf)可以保障频率随温度变化的稳定性,低的烧结温度(T s≤950℃)可以实现和低熔点、高电导率的金属共烧。因此,低介LTCC陶瓷成为当前研究的热点,极大促进微波介电材料的应用。微波介质材料可分为陶瓷体系(碲酸盐、钒酸盐、钼酸盐、钨酸盐、硼酸盐和磷酸盐)、微晶玻璃体系(CaO-B_(2)O_(3)-SiO_(2)、MgO-B_(2)O_(3)-SiO_(2)、ZnO-B_(2)O_(3)、MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)、Li_(2)O-MgO-ZnO-B_(2)O_(3)-SiO_(2)、CuO-B_(2)O_(3)-Li_(2)O)和玻璃+陶瓷复合体系三大类。陶瓷体系一般采用固相法按照化学计量比进行制备。微晶玻璃是一种多晶材料,成分可调,微波介电性能优异,应用广泛。而玻璃+陶瓷复合体系是在低软化点玻璃基体中加入陶瓷填充剂制备出致密度高的微波介质陶瓷,陶瓷填充材料的选择取决于微电子器件的介电需求,主要用于改善微电子器件的介电、热学和力学性能。高性能LTCC材料的研发需要低温烧结介质材料与内电极材料的匹配共烧,从而提高低温烧结介质材料的微波性能和优化低温烧结介质材料的热膨胀系数与热导率。此外,低温烧结介质材料还应具有较好的机械强度和低的生产成本。本文总结了低温共烧低介材料的概念和分类,聚焦于各类共烧陶瓷、微晶玻璃和玻璃+陶瓷复合体系的研究现状与性能特点,系统分析了低温低介共烧材料制备及应用面临的主要问题,展望了其在未来通信技术的应用前景,为今后低烧高性能微波介质材料的发展提供借鉴。

高温共烧陶瓷封装外壳生瓷加工精度的控制

高温共烧陶瓷(HTCC)封装外壳内部布线的位置精度直接影响着内部线路的稳定性。简述了陶瓷封装外壳加工工艺流程和在生瓷加工阶段影响位置精度的主要因素,包括生瓷料片加工形变特性及冲孔工艺、印刷工艺及叠片工艺的加工精度等。重点分析了生瓷片预处理、冲孔设备选择及工作台移动参数、印刷高度及叠片工艺对陶瓷封装外壳内部布线位置精度的影响。通过实验研究得到改善陶瓷封装外壳内部布线位置精度的关键数据。生瓷带料预处理工艺采用等静压机预压方式,以100psi(1psi≈6895Pa)的压力对生瓷料片进行2~3min预压,提高带料密度,减小生瓷加工过程中的变形;冲孔工艺选用激光冲孔方式,通过调整激光冲孔设备加工参数(工作台移动速度200mm/s),提高冲孔设备工作台移动位置精度,进而提升冲孔位置精度;印刷工艺采用丝网印刷方式和电荷耦合器件(CCD)自动对位方式,并通过规范印刷高度(2mm左右),提升印刷位置精度;叠片工艺中通过先叠片再去膜的方式提升叠片精度。最终实现层间布线位置精度≤20μm的陶瓷封装外壳的生产。

高温共烧陶瓷微流道工艺特性

功率芯片kW/cm^(2)量级的热流密度给其热管理带来了严峻挑战,液冷微流道散热技术是解决热管理问题的重要研究方向。针对陶瓷封装中的应用需求,对高温共烧陶瓷(HTCC)中微流道工艺特性进行了研究。通过微流道设计、工艺流程设计、制备加工和测试,分析了结构参数对加工质量的影响,明确了微流道与芯片之间的陶瓷体厚度为0.30 mm,微流道宽度应≥0.10 mm,微流道间距需根据不同微流道宽度进行设计,微流道长度为非敏感要素。选择适当的结构参数可保证微流道的成形质量和加工精度,为微流道设计和工程化应用提供参考。

低温共烧陶瓷(LTCC)技术在材料学上的进展

低温共烧陶瓷(LTCC)技术是近年发展起来的令人瞩目的整合组件技术,已经成为无源集成的主流技术,成为无源元件领域的发展方向和新的元件产业的经济增长点．本文叙述了低温共烧陶瓷技术(LTCC)的特点、制备工艺、材料制备相关技术和国内外研究现状以及未来发展趋势．

低温共烧陶瓷(LTCC)材料的应用及研究现状

主要概述了低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramics,简称 LTCC)材料的应用和研究现状,认为利用低温共烧陶瓷技术将多种元器件复合或将其集成在多层陶瓷基板中是今后信息功能陶瓷发展的一个重要方向,在我国应大力发展具有自主知识产权的 LTCC 技术。

低温共烧(LTCC)微波介质陶瓷的研究进展

描述了低温共烧(LTCC)技术与微波介质陶瓷的关系,综述了近年来微波介质陶瓷在低温烧结方面的研究进展,介绍了几种能获得具有低温烧结的微波介质陶瓷的方法,指出了低温共烧(LTCC)技术对微波介质陶瓷的要求。

低温共烧陶瓷(LTCC)四级低通滤波器设计

提出了一个结构紧凑,具有两个传输零点和优良频响特性的四级LTCC低通滤波器,并用场路结合的方法完成其设计。在经典切比雪夫四级低通滤波器的并联电容支路中增加一个电感,并进一步在1、3级串连电感支路之间引入交叉耦合,成功地在滤波器的通带附近产生了两个传输零点,形成了陡峭的衰减曲线。传输零点的位置可以通过改变谐振支路的L、C值或控制1、3级串连电感的间距来灵活移动,实现了通常需要五级椭圆函数低通滤波器才能达到的频响特性。提出的电路结构减少了电路元件的个数和复杂性,降低了滤波器的插入损耗。在分析集总参数等效电路的基础上,最后用电磁场仿真软件完成了整个电路的设计和频响分析。

低温共烧结陶瓷(LTCC):特点、应用及问题

与传统的封装技术相比,LTCC技术因其具有优良的高频特性、小线宽和低阻抗而倍受瞩目,现已迅速发展并应用于各领域。LTCC技术是将四大无源器件(电感L、电阻R、变压器T、电容C)和有源器件(晶体管、IC电路模块、功率MOS)集成在一起的混合集成技术。LTCC技术的应用可以取代目前的PCB板,使系统趋于小型化和稳定化。本文介绍LTCC技术的发展历史、研究现状、应用前景等,并着重介绍LTCC技术的分类、市场情况,也分析了LTCC技术的局限性。

微波多层电路与低温共烧陶瓷(LTCC)

讨论了微波多层电路在雷达系统中的应用 ,与常规的微波网络设计做了优劣的比较。还介绍了低温共烧陶瓷基板以及向微波频率扩展的前景与相应的工艺要求。

水基流延法制备低温共烧陶瓷生带材料新工艺

为实现硼硅酸盐玻璃陶瓷基低温共烧陶瓷生带材料的低成本、安全无毒化生产,采用以水性乳胶作为粘结剂的水基流延工艺进行制备;采用数字旋转黏度计分别对分散剂、固相、粘结剂含量对浆料黏度的影响进行了研究,利用扫描电镜对烧结前后生带材料的微观形貌进行了分析。结果表明:利用硼硅酸盐玻璃+Al2O3粉体作为固相,苯丙乳液作为粘结剂,苯丙烯酸铵作为分散剂,甘油作为增塑剂,成功制备出了固含量高、稳定性好、干燥快的水基流延浆料;制备的生带材料表面光滑、强度高,容易在室温下叠层,经过850℃×30 min烧结,其致密度可以达到96.45%。

低温共烧陶瓷(LTCC)介质的材料科学与设计策略

低温共烧陶瓷(LTCC)介质是无源集成和系统级封装技术的关键材料。由于烧结工艺上的特殊要求,这类材料具有较传统电子陶瓷更复杂的显微结构,在材料的设计上难度更大。从材料的组成、结构、形成机制及其性质之间的关系出发,分析了探索新型LTCC介质材料的关键因素和设计策略,并通过对以作者研究组成功设计出的新型低介电常数LTCC材料——硅铝氟氧化物基LTCC介质为典型案例的剖析,论证了基于材料科学的基本原理实现对LTCC介质进行设计的可行性。

基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术的抗EMI滤波器设计

制备了一种适用于LTCC工艺的NiCuZn铁氧体材料,并用所得材料制作了品质优良的多层电感。选择椭圆滤波器原型,通过Agilent-ADS电路模型仿真与Ansoft-HFSS物理模型仿真,成功设计出了截止频率为10MHz的抗EMI滤波器。

新型低温共烧陶瓷(LTCC)带通滤波器设计及其在射频电路中的应用

介绍了一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术的带通滤波器,它采用了一种新型电路结构,具有尺寸小、相对带宽窄、带外抑制特性好以及可调谐等特点。给出了该滤波器的设计方法、仿真结果,并且给出了其在星载合成孔径雷达(SAR)系统射频电路中的应用实例和测试结果。

低温共烧陶瓷工艺制备EBG定向天线

通过低温共烧陶瓷（LTCC）工艺制备出禁带位于超宽带（UWB）范围的电磁波禁带（EBG）天线陶瓷基板，其电磁波禁带位于4.0~5.5 GHz。在基板上制备了片式天线，在微波暗室中对天线方向性进行测试。结果发现，与没有EBG结构的片式天线相比，其在H面主瓣方向上的增益提高了约4 dB，背瓣方向辐射强度平均降低了10 dB左右，证明EBG结构能够有效改善天线在空间辐射的方向性。

银基多层氮化铝陶瓷基板低温共烧的工艺研究

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。