基于ltcc的多层烧结工艺的制作方法
【专利摘要】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。
【专利说明】基于LTCC的多层烧结工艺
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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/溅射一镀镍一镀金，但会大大增加LTCC的生产成本。
【发明内容】
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]所述的大尺寸器件装配包括如下步骤:
521:用导电胶将大尺寸器件粘接在LTCC焊盘上；
522:在大尺寸器件周围用高分子树脂进行包围加固。
[0008]所述的LTCC与金属腔连接包括如下子步骤:
531:将LTCC基板与钨铜载板进行连接；
532: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。
[0009]所述的LTCC多芯片烧结包括如下步骤:
541:将芯片组合焊接在钼铜载板上；
542:将芯片组合件用高导热率导电胶粘接在LTCC上。
[0010]所述的高导热率导电胶为SK100导电胶。
[0011]所述的导电胶为H20E导电胶。
[0012]所述的LTCC基板与钨铜载板之间使用金锡合金连接。
[0013]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。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为LTCC多层烧结工艺框图。
【具体实施方式】
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]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。
[0019]大尺寸器件装配包括如下步骤:
521:用导电胶将大尺寸器件粘接在LTCC焊盘上；
522:在大尺寸器件周围用高分子树脂进行包围加固。
[0020]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。
[0021]所述的LTCC与金属腔连接包括如下子步骤:
531:将LTCC基板与钨铜载板进行连接；
532: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。
[0022]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。
[0023]所述的LTCC多芯片烧结包括如下步骤:
541:将芯片组合焊接在钼铜载板上；
542:将芯片组合件用高导热率导电胶粘接在LTCC上。
[0024]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。
[0025]所述的高导热率导电胶为SK100导电胶。
[0026]所述的导电胶为H20E导电胶。
[0027]所述的LTCC基板与钨铜载板之间使用金锡合金连接。
【权利要求】
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。
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:所述的大尺寸器件装配包括如下步骤: 521:用导电胶将大尺寸器件粘接在LTCC焊盘上； 522:在大尺寸器件周围用高分子树脂进行包围加固。
4.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与金属腔连接包括如下子步骤: 531:将LTCC基板与钨铜载板进行连接；532: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。
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多芯片烧结包括如下步骤: 541:将芯片组合焊接在钼铜载板上； 542:将芯片组合件用高导热率导电胶粘接在LTCC上。
6.根据权利要求5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SKlOO导电胶。
7.根据权利要求2-4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。
8.根据权利要求4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。
【文档编号】H01L21/48GK104446522SQ201510000543
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2015年1月4日 优先权日:2015年1月4日
【发明者】杜亚军, 唐世芳 申请人:成都泰格微电子研究所有限责任公司