1、LTCC教育訓(xùn)練何謂LTCC?定義: LTCC係 Low-Temperature Cofired Ceramics 英文縮寫(xiě)。中文意思是:低溫共燒陶瓷。 LTCC係以陶瓷材料作為電路的介電層，將低容值電容、電阻、阻抗轉(zhuǎn)換器、濾波器(filter)、偶合器(coupler)等被動(dòng)元件內(nèi)埋入多層陶瓷基板中，應(yīng)用金、銀、銅等金屬當(dāng)作內(nèi)外層電極、以平行印刷模式塗佈電路，於攝氏850900C 的燒結(jié)爐中燒結(jié)而成陶瓷元件或基板。ConfidentialLTCC教育訓(xùn)練LTCC的優(yōu)點(diǎn)與應(yīng)用優(yōu)點(diǎn): LTCC產(chǎn)品有低介電常數(shù)，低介電損失，高頻特性良好的特點(diǎn)，適用於高頻電路.可內(nèi)埋被動(dòng)元件具有省空間、降低成本的優(yōu)

2、點(diǎn)。且陶瓷與矽的材質(zhì)極接近，適合與IC晶片連接。應(yīng)用: 目前LTCC技術(shù)的主要應(yīng)用市場(chǎng)是在體積輕薄短小的可攜式產(chǎn)品上，是無(wú)線(xiàn)通訊模組的技術(shù)趨勢(shì)。在未來(lái)消費(fèi)性電子產(chǎn)品輕薄短小的趨勢(shì)下，低溫共燒電子陶瓷(LTCC)製程與應(yīng)用將會(huì)更廣泛。 ConfidentialLTCC教育訓(xùn)練LTCC基板的剖面結(jié)構(gòu)如下圖所示:LTCC基板結(jié)構(gòu)圖DielectricsL1 viaL1 外層導(dǎo)體 (SMD PAD)L2 內(nèi)層導(dǎo)體L7 外層導(dǎo)體(BGA PAD)L7 防焊 Overcoat glassL6 viaL1L2L3L4L5L6ConfidentialLTCC教育訓(xùn)練燒結(jié)前燒結(jié)後燒結(jié)前燒結(jié)後Alumina Sh

3、eetConfidential無(wú)收縮製程於Green sheets最外層加Alumina sheets.控制X,Y方向收縮.無(wú)收縮製程無(wú)收縮製程收縮製程收縮製程收縮製程與無(wú)收縮製程資料提供:MKEX,Y,Z 各收縮1520%只有Z收縮約40%ConfidentialLTCC教育訓(xùn)練燒結(jié)前無(wú)收縮製程 NS-LTCC：100mm 6x6=36Modules(Part Size：15mm ) 傳統(tǒng)製程 LTCC：100mm 5x5=25Modules (Part Size：17.3mm )燒結(jié)後無(wú)收縮製程 NS-LTCC：100mm 6x6=36Modules(Part Size：15mm)無(wú)收縮製

4、程 LTCC：85mm 5x5=25Modules(Part Size：15mm)無(wú)收縮製程N(yùn)S-LTCC傳統(tǒng)製程LTCC收縮率收縮率 ：99.8%99.8%收縮率收縮率 ：約：約85%85%無(wú)收縮製程 NS-LTCC 可獲得比較多的產(chǎn)量(模組數(shù)).基板有效使用面積比較資料提供:MKEConfidentialLTCC教育訓(xùn)練0.12無(wú)收縮製程N(yùn)S-LTCC（）（）無(wú)收縮製程N(yùn)S-LTCC有低收縮率及低誤差的優(yōu)點(diǎn)收縮製程LTCC0.05150.5+/-+/-收縮率誤差無(wú)收縮製程優(yōu)點(diǎn)資料提供:MKEConfidentialLTCC教育訓(xùn)練LTCC製程流程圖低溫陶瓷粉末+有機(jī)/無(wú)機(jī)添加劑漿料刮刀成型

5、Green sheet Via/Inner Paste Functional Phase /Binder/VehicleMixingPaste productionLTCC基板製造流程ConfidentialLTCC教育訓(xùn)練Green sheet簡(jiǎn)介定義: Green sheet 係未燒成前的生胚(陶瓷薄片).通常製作成帶狀或裁切成片.主要成分: 就目前所使用的MLS-1000 Green sheet而言.主要成分是玻璃粉.氧化鋁粉.壓克力樹(shù)脂及添加特定的黏結(jié)劑及有機(jī)/無(wú)機(jī)溶劑.ConfidentialLTCC教育訓(xùn)練Green sheet簡(jiǎn)介 製程流程: 使用球模機(jī)將原料混合攪拌成漿料.然後

6、用刮刀成型機(jī)刮成不同厚度的Green sheet同時(shí)貼附PET film 作為保護(hù)支撐. 最後裁切成客戶(hù)指定的尺寸. 尺寸規(guī)格: 目前量產(chǎn)的LSCR6001&5970系列產(chǎn)品所使用的green sheet (LSZECN 175AB)規(guī)格為126mm(長(zhǎng))* 126mm(寬)*175um(厚).用來(lái)支撐Green sheet的PET film約為70um.Total約245um.PET film126mm低溫陶瓷粉末+有機(jī)/無(wú)機(jī)添加劑漿料刮刀成型ConfidentialLTCC教育訓(xùn)練 NC Puncher簡(jiǎn)介 NC puncher:使用沖床原理.用指定尺寸的 pin & di

7、e將green sheet打穿.(Pin & Die規(guī)格:0.13.0mm)優(yōu)點(diǎn):孔徑準(zhǔn)確.缺點(diǎn):作業(yè)速度慢.耗材昂貴.PET filmGreen sheetPinDieVacuumConfidentialLTCC教育訓(xùn)練Laser Puncher簡(jiǎn)介L(zhǎng)aser puncher:使用雷射光束將green sheet 燒穿.(孔徑較大者必須使用環(huán)繞方式作業(yè)).優(yōu)點(diǎn):速度快.耗材少.缺點(diǎn):孔徑有Taper問(wèn)題.精確度較NC差.以光熱能燃燒方式作業(yè).容易產(chǎn)生異物.雷射光束PET filmGreen sheetVacuum雷射打孔切片寫(xiě)真ConfidentialLTCC教育訓(xùn)練Mitsubis

8、hi雷射打孔機(jī)系統(tǒng)構(gòu)造X-Y 床臺(tái)掃描鏡折射鏡fLensY YX XGreen sheet雷射光束發(fā)振器像轉(zhuǎn)映光學(xué)系NC 控制器XY 準(zhǔn)直鏡Mask雙光束裝置(特別附件)資料提供:新武機(jī)械ConfidentialLTCC教育訓(xùn)練Mitsubishi雷射打孔機(jī)掃描方式資料提供:新武機(jī)械ConfidentialLTCC教育訓(xùn)練Via printing 填孔印刷工程簡(jiǎn)介目的:將Via Paste (DuPont 6418)填入 via hole中.作為層與層之間電路相連接的垂直電路.作業(yè)方式如下圖所示:Porous table多孔臺(tái)板Special paperDB squeegeeVia paste

9、 DuPont 6418Vacuum 真空吸引Metal mask 印刷鋼版DB squeegee DB50ConfidentialLTCC教育訓(xùn)練Via filling 填孔印刷工程要點(diǎn)製程要點(diǎn):印刷時(shí),必須每印1片,就更換special paper.因?yàn)関ia paste會(huì)透過(guò)via hole沾附於special paper上. 若沒(méi)更換. 會(huì)污染下一張 green sheet.Green sheet擺放方向:印刷時(shí)PET film朝上.印完後,拿取動(dòng)作必須注意.避免Green sheet 回黏到Special paper 造成雙影.置放時(shí)間:印刷後3小時(shí)內(nèi)進(jìn)行乾燥工程.乾燥條件: 60C

10、 5C 35 5分鐘堆疊前Green sheet應(yīng)避免放至於空調(diào)送風(fēng)口.或長(zhǎng)時(shí)間暴露於流通的空氣中.以免導(dǎo)體發(fā)生氧化作用.(變色)ConfidentialLTCC教育訓(xùn)練Inner printing內(nèi)層印刷工程簡(jiǎn)介內(nèi)層印刷項(xiàng)目:內(nèi)層導(dǎo)體/介電體/側(cè)面電極/保護(hù)體.等印刷.製程要點(diǎn):整面佈滿(mǎn)的線(xiàn)路層(例:L4,L14).印刷中停滯時(shí)間不可太久.否則網(wǎng)板上的paste容易蔓延開(kāi)來(lái)造成短路或間距不足.置放時(shí)間:印刷後3小時(shí)內(nèi)進(jìn)行乾燥工程.乾燥條件: 60C 5C 35 5分鐘堆疊前Green sheet應(yīng)避免放至於空調(diào)送風(fēng)口.或長(zhǎng)時(shí)間暴露於流通的空氣中.以免導(dǎo)體發(fā)生氧化作用.(變色)Micro sq

11、ueegee B70ConfidentialLTCC教育訓(xùn)練Pre-lamination 預(yù)壓工程簡(jiǎn)介堆疊:以2.0mm 孔套於堆疊定位pin上作為定位.並以0.5mm 孔作為疊層對(duì)位基準(zhǔn),將內(nèi)層依序疊合起來(lái).預(yù)壓:預(yù)熱85 5C.以6kg/cm壓力進(jìn)行預(yù)壓(持壓15秒).目的在確保堆疊完成的green sheet在脫離堆疊治具後,不會(huì)散開(kāi)或疊層偏移. X2X2AlAl2 2o o3 3 Sheet X2Sheet X2PET filmPET filmPET filmPET filmConfidentialLTCC教育訓(xùn)練Pre-cutting預(yù)切工程簡(jiǎn)介目的: 預(yù)壓後將Green sheet

12、s 與 alumina sheets的四邊切齊.以確保產(chǎn)品壓合時(shí).不會(huì)因Green sheets參差過(guò)大而無(wú)法放入壓合治具. 預(yù)切尺寸過(guò)大容易造成基板內(nèi)縮.太小則容易造成基板外擴(kuò).)ConfidentialLTCC教育訓(xùn)練Lamination壓合工程簡(jiǎn)介壓合製程流程: 將預(yù)壓完成的Green sheet 逐段預(yù)熱加熱至85 5C使其軟化並增加黏性.以155kg/cm壓力加壓持壓2分鐘.將Alumina sheets與Green sheets緊密壓實(shí).壓合完成後冷卻降溫至40C以下,使治具不燙手易於作業(yè),且降溫後使產(chǎn)品硬化不易變形.載入/取出 預(yù)熱 壓合 冷卻4085C8540C85C40C 自

13、動(dòng)壓合機(jī)流程ConfidentialLTCC教育訓(xùn)練Lamination壓合工程簡(jiǎn)介影響壓合結(jié)果的因素: 加熱(產(chǎn)品)溫度. 壓合壓力,持壓時(shí)間. 治具尺寸,預(yù)切尺寸. 治具平面度, 壓合模具平行度與平面度.TOP NO:1 NO:2 NO:3NO:4 NO:5 產(chǎn)品Figure -1壓合治具與產(chǎn)品擺放作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ConfidentialLTCC教育訓(xùn)練 上圖是信通量產(chǎn)使用之green sheet(175AA)與 alumina sheet(300AA)的溫度重量關(guān)係曲線(xiàn).溫度上升至150C時(shí).材料重量有些微下降.此時(shí)乃部分揮發(fā)性溶劑開(kāi)始排出.300C400C之間重量急速下降.顯示此時(shí)有大量的有機(jī)

14、無(wú)機(jī)溶劑被排出.400C 以上則重量變化趨於緩和. 脫脂工程參考TG曲線(xiàn)及Via & inner paste 特性作成 Burnout profile. Green sheet TG 曲線(xiàn)圖 資料提供:NEGConfidentialLTCC教育訓(xùn)練脫脂工程要點(diǎn):溫度曲線(xiàn) Temperature profile (27hours burnout profile :如下圖)排氣流量 air flow (3.6M/sec)產(chǎn)品擺放位置.溫度（）時(shí)間（）條件：開(kāi)將TG曲線(xiàn)變化最劇烈的升溫區(qū)段時(shí)間拉長(zhǎng).降低溶劑瞬間大量排出對(duì)產(chǎn)品的衝擊(Via void氣孔.板彎.破裂.等等)Burnout 脫脂

15、工程要點(diǎn)資料提供:MKEConfidentialLTCC教育訓(xùn)練Sintering 基板燒結(jié)工程簡(jiǎn)介 目的:基板經(jīng)脫脂工程將有機(jī)&無(wú)機(jī)添加劑排出後.升溫至900 並持溫15分鐘,使基板中玻璃.氧化鋁.paste.等等進(jìn)行共燒(Co-fired)結(jié)合. 溫度曲線(xiàn):下圖是目前信通量產(chǎn)所使用的燒結(jié)溫度曲線(xiàn).01020304050607080901001101201301402004006008001000INOUTABC條件A分分溫度域、deg分分分CB資料提供:MKEConfidentialLTCC教育訓(xùn)練Alumina removing 水洗工程簡(jiǎn)介目的:將(Alumina sheet)

16、 氧化鋁層以噴沙水洗方式去除. (前面提到過(guò),使用氧化鋁層(Alumina sheet)目的是在控制收縮,所以脫脂燒結(jié)後. Alumina sheet便已功成身退,必須將其洗淨(jìng)以便進(jìn)行外層印刷.)水洗工程要點(diǎn):氧化鋁漿濃度 Slurry concentration (120130g/100CC)輸送帶速度Conveyer speed搖擺速度Swing speed噴槍壓力Pressure (46Mpa)噴槍高度Gap(45 Cm)品質(zhì)重點(diǎn):外觀及基板厚度 (1.34 0.1mm)ConfidentialLTCC教育訓(xùn)練Scriber 外形切割工程簡(jiǎn)介 目的:脫脂燒成後,板邊容易產(chǎn)生彎翹現(xiàn)象.將此

17、部分切除以利外層印刷.(Scriber 使用鑽石刀片在基板上畫(huà)線(xiàn).破壞基板表面結(jié)構(gòu).並非切斷.) 下圖為Scriber程式分段設(shè)定說(shuō)明:ABCDEF118mm+0.50-0.100-1.512-2 -10+1.51.34mmConfidentialLTCC教育訓(xùn)練Scriber切割尺寸標(biāo)準(zhǔn) 外形切割尺寸標(biāo)準(zhǔn):X=110mm,Y=100mm,C=3mm,公差= 0.5mm. 折板方向:由切割面L1折向L15.33C3L1L15切割線(xiàn)折板治具折板方向ConfidentialLTCC教育訓(xùn)練Top printing 外層印刷簡(jiǎn)介 外層印刷泛指印在基板表層的導(dǎo)體或非導(dǎo)體.依功能性大致可分為下列幾種:

18、導(dǎo)體:一般使用金.銀.銅 Paste為主.基板分為元件面Component side(上層:一般以印刷SMD PAD或線(xiàn)路為主) 及焊錫面Solder side(下層:一般以印刷BGA或線(xiàn)路為主). 誘電體:一般以黑色絕緣paste為主.主要功能是作為一些 SMT.O/S tester 或其他後處理製程對(duì)位點(diǎn)的底色記號(hào). 防焊層(over-coat glass):一般以綠色絕緣paste為主.主要功能是防止銲錫時(shí),兩個(gè)相鄰的電路形成錫橋(Bridge)導(dǎo)致短路. 文字層:一般以白色絕緣paste主:主要功能是零件名稱(chēng).編號(hào).版本標(biāo)示記號(hào)或其他文字?jǐn)⑹? 電阻體(Resistor):一般以黑色電阻體paste為主.用以取代SM