隨著功率器件特別是第三代半導(dǎo)體的崛起與應(yīng)用，半導(dǎo)體器件逐漸向大功率、小型化、集成化、多功能等方向發(fā)展，對封裝基板性能也提出了更高要求。陶瓷基板具有熱導(dǎo)率高、耐熱性好、熱膨脹系數(shù)低、機械強度高、絕緣性好、耐腐蝕、抗輻射等特點，在電子器件封裝中得到廣泛應(yīng)用。

其中共燒多層陶瓷基板由于可將電極材料、基板、電子器件等一次性燒成，實現(xiàn)高度集成，而逐漸在高功率器件封裝中推廣應(yīng)用。

共燒多層陶瓷基板由許多單片陶瓷基板經(jīng)過疊層、熱壓、脫膠、燒結(jié)等工藝制成，由于層數(shù)可以做得比較多，因此布線密度較高，互連線長度也能盡可能地縮短，組裝密度和信號傳輸速度均得以提高，因此能適應(yīng)電子整機對電路小型化、高密度、多功能、高可靠、高速度、大功率的要求。

依據(jù)制備工藝中溫度的差別，可將共燒陶瓷基板分為高溫共燒陶瓷(High-temperature co-fired ceramic，HTCC) 多層基板和低溫共燒陶瓷(Low-temperature co-fired ceramic，LTCC)多層基板。

（a）HTCC陶瓷基板產(chǎn)品 （b）LTCC陶瓷基板產(chǎn)品

那么這兩種技術(shù)之間的區(qū)別在哪呢？

其實兩者的生產(chǎn)工藝基本相同，都要經(jīng)過配制漿料、流延生帶、干燥生坯、鉆導(dǎo)通孔、網(wǎng)印填孔、網(wǎng)印線路、疊層燒結(jié)，最后進行切片等后處理的制備過程。只不過HTCC技術(shù)是燒結(jié)溫度大于1000℃的共燒技術(shù)，通常在900℃以下先進行排膠處理，再在更高的溫度環(huán)境1650～1850℃燒結(jié)成型。而LTCC相對于HTCC而言，燒結(jié)溫度更低，一般低于950℃，由于HTCC基板存在燒結(jié)溫度高，能耗巨大，金屬導(dǎo)體材料受限等缺點，因而促使了LTCC工藝的發(fā)展。

典型的多層陶瓷基板制造過程

燒結(jié)溫度的差別，最先影響的是材料的選擇，進而影響制備出的產(chǎn)品的性能，導(dǎo)致兩種產(chǎn)品適合不同的應(yīng)用方向。

HTCC基板因燒成溫度高，不能采用金、銀、銅等低熔點金屬材料，必須采用鎢、鉬、錳等難熔金屬材料，制作成本較高，且這些材料電導(dǎo)率低，會造成信號延遲等缺陷，所以不適合做高速或高頻微組裝電路的基板。但由于材料燒結(jié)的溫度更高，因而具有更高的機械強度、熱導(dǎo)率以及化學(xué)穩(wěn)定性，同時具有材料來源廣泛和成本低、布線密度高等優(yōu)點，HTCC基板在對熱穩(wěn)定性、基體機械強度、導(dǎo)熱性、密封性、可靠性要求較高的大功率封裝領(lǐng)域更有優(yōu)勢。

而LTCC基板是通過在陶瓷漿料中添加無定形玻璃、晶化玻璃、低熔點氧化物等材料來降低燒結(jié)溫度，可以采用電導(dǎo)率高而熔點低的金、銀、銅等金屬作為導(dǎo)體材料，既降低了成本，又能獲得良好的性能。并且由于玻璃陶瓷低介電常數(shù)和高頻低損耗性能，使之非常適合應(yīng)用于射頻、微波和毫米波器件中。但由于在陶瓷漿料中添加了玻璃類材料，會使基板導(dǎo)熱率偏低，燒結(jié)溫度較低也使其機械強度不如HTCC基板。

因此，HTCC和LTCC的差異，也仍舊是一種性能此消彼長的情況，各有其優(yōu)缺點，需根據(jù)具體應(yīng)用條件選擇合適的產(chǎn)品。

低溫共燒陶瓷與高溫共燒陶瓷的差異

總之，HTCC基板由于工藝成熟，介質(zhì)材料廉價等優(yōu)點，在電子封裝中，很長一段時間內(nèi)還將起著主要作用，但今后隨著材料的不斷改進、工藝控制的完善和技術(shù)日趨成熟，LTCC的天然優(yōu)勢會更為突出，更適合如今高頻、高速、高功率的發(fā)展趨勢。然而各種基板材料都有其優(yōu)缺點, 由于具體應(yīng)用電路要求不同，對基板材料性能要求也不一樣。因此，各種基板材料在很長一段時間內(nèi)將共同存在和發(fā)展。

參考來源：

大功率LED封裝基板研究進展；王文君、王雙喜、張丹、黃永俊、李少杰

（汕頭大學(xué)工學(xué)院）

共燒陶瓷多層基板技術(shù)及其發(fā)展應(yīng)用；姬忠濤、張正富（昆明理工大學(xué)材料與冶金工程學(xué)院）

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