基于ltcc技术的微波毫米波滤波器与l波段收发前端

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1、第一章绪论1．1LTCC技术的发展过程将无源器件和有源器件集成在一起一直是工程上的研究热点。将无源器件埋置于基片或者封装内部同时将裸芯片置于基片表层，这样减少了器件间的连接和封装带来的寄生效应，同时使芯片之间的电长度也相应得到缩短。基于这一目的，从1960开始美国率先在军事和航空应用领域对MCM(Multi．ChipModule)展开了一系列研究。通过多年研究和发展，MCM已逐渐成熟并表现出如下优点：首先，它有助于实现系统组件的高密度，轻量化和小型化。因为MCM采用多层布线基板技术，同时选用未封装的IC芯片。因此，MCM技术使得系统组件

2、在体积尺寸，I／O数量，焊点数量等方面大为减小。这样不仅简化了制造工艺，节约了原材料，还缩小了体积减小了重量。因此，MCM发展成为一种高密度组装的有效途径【11。其次，有助于实现高性能和高速的系统组件。由于通过高密度互连布线基板和裸芯片组装，芯片之间的距离(互连度)大为缩短，同时连线带来的各种寄生效应也相应减小。因此，MCM有助于使电子器件向集成化，功能化方向发展。然后，有助于提高系统组件的可靠性。相当部分系统组件的失效是由于电路板互连和封装结构引起。要提高产品可靠性最有效的方法是降低组装复杂度。MCM自身特点决定了它可以集成LSI、V

3、LSI、电容、电阻等电子器件，因此，有效的减少了元器件组装的数量，简化了系统组件的组装复杂度。最后，有助于系统组件的散热性。单块封装的IC会引入焊接、引线、热阻等问题。由于MCM避免了单块封装的IC，因此它可以实现高散热的系统组件设计。虽然MCM技术具有上述优点，但早期MCM的应用还是有极大限制，真正促使其走向成熟的是将陶瓷材料应用于MCM中。1980年开始的对新材料，新工艺和相关CAD技术的大规模研究使得MCM技术的大规模应用成为可能。到1990年，MCM技术已经大致发展成为三种类型：MCM．C、MCM．D和MCM．L。MCM．C类型

4、中，最早出现的是HTCC(Hi曲TemperatureCo．firedCeramic)技术。HTCC使用叠层和共烧两种方法实现三维结构，其材料多为三氧化铝或氮化铝，其烧结温度高达1000摄氏度以上，因此只有钨等高熔点金属才能适用于HTCClU予科技人学顿‘L学似论文技术。LTCC技术是作为一种HTCC技术的升级产品出现。由于LTCC技术的烧结温度相对较低，多为850摄氏度，c-右，凶此导电性能兜佳的金属(如金和银)能够应用于LTCC技术。表1．IMCM的类型(IPC标准McM—L(Laminate)内外层开口掣多层基扳内堋置导通孔多屡丝

5、板舜层掣高温兆烧脚瓷多层摹板(HTCC)McM·C(Ceramic)低温共烧陶瓷多层基扳(LTCC)陶瓷、厚膜型悖腔多层基扳(IFM)陶瓷基板(D／C)MCM-D(Deposited)硅基扳(DISi)淀积薄膜型金属基板(D／M)蓝宝有基扳(DIS)1．2LTCC技术工艺流程常规的LTCC加工。r艺包括雀瓷带的制作、划片、冲孔、填孔、导带制作叠层、热压、共烧以及检验等流程【211”，如图1．1所示。．，4=，d，‘oi一。口；目‰图I-lLTCC【。艺流程示意图流延：按定比例混合有机物和无机物．然后采用球磨方法进行碾磨和均匀化，再在一个

6、移动的载带上进行浇注，最后通过干燥区，去掉溶剂。控制刮刀『日J第一章绪论隙可以控制流延所需要的厚度。瓷带的致密、厚度均匀和具有一定的机械强度是流延成功的要求，这其中涉及到机械设备，材料配方及对参数的控制。划片：对生瓷带按需进行切割。切割过程可采用切割机，激光或冲床进行。通孔填充：通孔填充是影响LTCC工艺的关键过程之一。现在常用的三种方法为：掩膜印刷、丝网印刷和流延印刷。掩膜印刷采用黄铜或不锈钢，其厚度约为25—309m。丝网印刷采用不锈钢丝或高开孔率尼龙丝网，或采用接触式印刷以达到更好效果。印刷工作台由多孔陶瓷板或多孔金属板制成，工作

7、台的四角有与生瓷片定位孔位置一致的定位柱。工作台下用真空抽气形成负压，一般为665．864．5Pa。通孔填充工艺的好坏直接影响布线的密度和通孔金属化的质量。通孔直径最好为0．15mm．0．25mm；过大或过小的通孔都会降低基板的成品率和可靠性。图1．2为LTCC电路中通孑L截面图。导带制作：埋置导带制作可通过丝网印刷和计算机描绘完成；表层导带制作的方法更多样，包括：丝网印刷，计算机直接描绘，光刻浆料和薄膜承继。由于现在已有网径更细，开孔率更高的网丝，同时具有分辨率更高的图形和浆料，丝网印刷技术可印制100．1509m的线条。更细的线条和

8、间距，可采用薄膜沉积和厚膜光刻工艺。计算机直接描绘无需制板和印刷对位，但设备投资大，操作复杂且生产能力低。叠层与热压：将完成通孔填充和导带制作工艺的生瓷片放入叠模中，叠模上设计有与生瓷片对位孔一致的对位柱，