哪些因素影响LTCC多层陶瓷基板的性能

LTCC多层陶瓷电路板在射频电路系统广泛应用，LTCC多层电路基板，制作复杂且流程较长，对品质把控的难度较大，对工艺水平的要求较高。首先采用生瓷粉料通过流延形成生瓷带，然后在各层生瓷带进行冲孔、通孔金属浆料填充、电路图形印刷、电阻印刷，最后将各层生瓷片对位叠层、压合后在850℃～900℃的温度下烧结为一体，形成多层陶瓷电路。那么影响LTCC多层陶瓷电路板品质性能的影响因素都是哪些呢？

一，htcc多层陶瓷基板收缩率较偏差

LTCC收缩率与其密度有直接关系，密度越大收缩率越小，密度越小收缩率越大，反应到工艺参数上来，密度与层压压力相对应，因此可以通过调控层压压力来改变LTCC产品的收缩率，使之达到设计要求，如下图所示是LTCC材料厂商提供的本批次材料“层压压力－密度－收缩率”关系曲线。

但是上述厂家给出的“等静压压力－收缩率”曲线是基于白瓷进行烧结后测量的，而实际LTCC 基板由于存在金属通孔、印刷金属导线，这些金属的收缩率不同于白瓷收缩率，因此相同层压压力下LTCC产品的收缩率与白瓷的收缩率有一定差异，需要进一步研究其规律，积累工艺数据，进行层压压力相应的调整。

二，htcc多层陶瓷基板的翘曲度

        htcc多层陶瓷基按的翘曲度主要有三个方面的问题：

（1）烧结原因：烧结工艺与基板翘曲度、收缩率有直接关系，LTCC基板的烧结过程实际是一个放热吸热反应的过程。排胶阶段（室温至500℃左右）基板中有机物分解挥发，质量减轻；烧结阶段（700℃～850℃左右）基板发生结晶和析晶反应，伴随反应的进行，基板收缩。因此低温阶段、高温阶段的烧结时间，升温速率与基板收缩程度、翘曲程度关系密切，需要优化烧结曲线，通过试验调整排胶阶段升温速率、时间，烧结阶段升温速率、时间，各阶段空气流量等重要工艺参数。

（2）基板结构及金属分布问题：LTCC 基板的结构也是决定LTCC 基板烧结翘曲度的关键因素，当LTCC 基板上存在多种规格的空腔结构时，其结构难以均衡对称，同时由于LTCC 基板上含有大量通孔及密集金属导线，这些都难以均匀分布，这样就容易导致其翘曲度超差。

（3）浆料选用问题：不同银浆、金浆与生瓷带热膨胀系数匹配性不同，因此大面积印刷层选用不同浆料时对基板翘曲度的影响尤为明显。

三，htcc通孔层间对位偏差

LTCC 基板层间对位偏差与打孔精度、生瓷片自身收缩情况、各层印刷导体情况，叠层对位精度等众多因素相关，是控制的难点，因此需要对整个工艺流程进行监控，找出主要影响因素，进行优化控制。按照带膜工艺流程进行LTCC制造，对全过程进行错位监控，具体如表1所示：

 本轮试验通过全流程跟踪监测，由表1数据可知，带膜生瓷片在撕膜后会有一个应力的释放，导致较大变形，其中主要形变方向为生瓷流延方向，表现为放大，范围约为40μm～70μm，垂直于流延方向则表现为收缩，范围约为10μm～20μm，是带膜工艺通孔错位的主要原因。

由此可见，要做好HTCC多层陶瓷电路板，要通过技术能力有效的把控和优化这三个方面参数指标，以实现更好的品质性能。更多HTCC多层陶瓷基板的问题可以咨询金瑞欣特种电路。