《LTCC生產(chǎn)流程》課件

LTCC生產(chǎn)流程LTCC（低溫共燒陶瓷）是一種先進(jìn)的電子封裝技術(shù),通過共燒陶瓷材料實(shí)現(xiàn)高性能電子器件的制造。該生產(chǎn)流程涵蓋了從原料制備到最終產(chǎn)品封裝的全過程。LTCC概述定義LTCC（LowTemperatureCo-firedCeramic）是一種新型的多層陶瓷基板技術(shù)。特點(diǎn)LTCC具有高密度布線、高集成度和小尺寸等優(yōu)勢(shì)。工藝優(yōu)勢(shì)LTCC可在低溫(<1000°C)下共同燒結(jié)金屬和陶瓷材料。應(yīng)用領(lǐng)域LTCC廣泛應(yīng)用于微波、毫米波和射頻器件等領(lǐng)域。LTCC材料組成陶瓷基體LTCC的主要成分是陶瓷基體,通常由高純度的氧化鋁、硅酸鹽、鈦酸鹽等材料組成。其具有低介電常數(shù)、低損耗、熱膨脹系數(shù)與金屬匹配等優(yōu)異特性。導(dǎo)電層LTCC器件中采用的導(dǎo)電材料通常為鎢、鉬或鉬-錳合金等高熔點(diǎn)金屬。這些材料能夠在LTCC燒結(jié)溫度下保持良好的導(dǎo)電性能。絕緣層LTCC的絕緣層通常由玻璃、鈦酸鹽等無機(jī)材料組成,可提供所需的電絕緣性能。其厚度、介電常數(shù)和損耗角切合LTCC器件設(shè)計(jì)需求。功能添加劑為滿足LTCC器件的特殊功能需求,可在基體中添加各類功能性材料,如鐵氧體、壓電陶瓷、高溫超導(dǎo)材料等。LTCC生產(chǎn)工藝流程1原料配方LTCC材料由多種陶瓷粉體、玻璃料和有機(jī)添加劑組成,需要精準(zhǔn)配比。2漿料制備將配好的原料混合均勻,添加分散劑和溶劑,攪拌成漿料。3漿料鋪涂將漿料通過噴涂或刮刀方式均勻鋪涂在承載基板上。4烘干與切割鋪涂完成后,需經(jīng)過烘干得到綠帶,再進(jìn)行精確切割。原料前處理1原料檢測(cè)確保原材料滿足生產(chǎn)要求2原料粉碎降低顆粒大小提高均勻性3原料烘干去除水分防止工藝問題LTCC生產(chǎn)的第一步是對(duì)原材料進(jìn)行充分的前處理。首先需要對(duì)原材料進(jìn)行檢測(cè),確保其滿足生產(chǎn)所需的規(guī)格和性能要求。然后通過粉碎工藝降低原料的顆粒大小,提高漿料的均勻性。最后還需要對(duì)原料進(jìn)行烘干處理,去除水分以防止在后續(xù)的生產(chǎn)過程中出現(xiàn)問題。漿料制備1配方設(shè)計(jì)根據(jù)LTCC工藝要求,設(shè)計(jì)合理的漿料配方2原料混合將陶瓷粉體、有機(jī)粘結(jié)劑、溶劑等按比例混合均勻3球磨分散通過球磨機(jī)將原料充分分散混合,制備均勻流暢的漿料漿料制備是LTCC生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟,需要嚴(yán)格掌控原料配比、混合分散等工藝參數(shù),確保漿料性能穩(wěn)定、流動(dòng)性良好,為后續(xù)綠帶成型奠定基礎(chǔ)。漿料泵出漿料準(zhǔn)備經(jīng)過前期的材料配比和混合工序后,得到漿料paste。漿料過濾將漿料通過濾網(wǎng)過濾,去除雜質(zhì)顆粒。漿料裝填將過濾后的漿料裝入專用泵漿器中。漿料泵出啟動(dòng)泵漿器,將漿料均勻泵出到制帶機(jī)上。綠帶成型1漿料瀉出將制備好的漿料通過泵送的方式瀉出2漿料整形將瀉出的漿料經(jīng)過整形刮板壓縮成均勻的綠帶3綠帶輸送將整形好的綠帶通過膠帶運(yùn)輸?shù)较乱粋€(gè)工序LTCC綠帶成型是一個(gè)關(guān)鍵的生產(chǎn)工藝,將制備好的漿料通過專業(yè)的漿料瀉出系統(tǒng)瀉出并經(jīng)過整形、壓縮等步驟形成均勻的綠帶,為后續(xù)的綠帶裁切、堆疊和層壓做好準(zhǔn)備。整個(gè)過程需要精細(xì)的操控和控制,確保綠帶質(zhì)量滿足后續(xù)工藝要求。綠帶裁切1自動(dòng)裁切在生產(chǎn)線上,綠帶會(huì)被自動(dòng)送入裁切機(jī)進(jìn)行精確的尺寸裁剪。2人工檢查裁切完成后,工人會(huì)仔細(xì)檢查每塊綠帶,確保尺寸規(guī)格符合要求。3邊角修整如果發(fā)現(xiàn)綠帶邊角有瑕疵,會(huì)進(jìn)行人工修整,確保每塊綠帶完美無缺。綠帶堆疊整理綠帶將每層單獨(dú)裁切好的綠帶進(jìn)行整理排列，確保尺寸和位置準(zhǔn)確。對(duì)準(zhǔn)堆疊仔細(xì)檢查每層綠帶的對(duì)齊情況，確?？锥础㈦姌O和其他結(jié)構(gòu)完全重疊。層壓固定將堆疊好的綠帶層壓在一起，使其牢固粘合并保持精確的層次結(jié)構(gòu)。層壓1壓機(jī)定位對(duì)綠帶進(jìn)行精確定位2加熱壓合采用高溫高壓對(duì)綠帶進(jìn)行層壓3層壓力控制精細(xì)控制壓力參數(shù)以獲得優(yōu)質(zhì)層壓件層壓是LTCC制造的關(guān)鍵步驟之一。首先需要對(duì)綠帶進(jìn)行精確定位以確保各層對(duì)齊。然后采用高溫高壓對(duì)綠帶進(jìn)行層壓結(jié)合,充分發(fā)揮LTCC材料的優(yōu)異特性。在此過程中,精細(xì)控制壓力參數(shù)對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)層壓件至關(guān)重要。預(yù)燒分層放置將堆疊好的綠帶層置于陶瓷托盤上，以有序的方式分層放置。溫度升高將托盤放入預(yù)燒爐中,逐步升溫至1100-1200°C,保持恒溫1-2小時(shí)。去除有機(jī)物在高溫下,綠帶中的有機(jī)粘結(jié)劑會(huì)被完全分解和去除。晶化形成陶瓷粉末在預(yù)燒過程中開始發(fā)生晶化,增強(qiáng)了內(nèi)部結(jié)構(gòu)。上釉1釉料配制根據(jù)工藝要求選擇合適的釉料配方2漿料預(yù)處理對(duì)釉料進(jìn)行研磨、過濾等預(yù)處理3噴涂/刷涂將配制好的釉料均勻涂覆在LTCC基板表面上釉是LTCC生產(chǎn)流程中的關(guān)鍵步驟,通過精準(zhǔn)配制釉料配方并優(yōu)化噴涂/刷涂工藝,可以確保LTCC器件表面達(dá)到理想的外觀和性能指標(biāo)。激光切割1光路調(diào)整精確對(duì)準(zhǔn)激光光束2激光聚焦將光束聚焦到極小區(qū)域3線性移動(dòng)根據(jù)設(shè)計(jì)沿著切割軌跡移動(dòng)4高精度切割實(shí)現(xiàn)微米級(jí)的精準(zhǔn)切割激光切割作為L(zhǎng)TCC生產(chǎn)的重要工藝之一,可實(shí)現(xiàn)高精度、高速度的切割和穿孔。通過精確控制光束聚焦位置和移動(dòng)軌跡,可以沿設(shè)計(jì)路徑進(jìn)行微米級(jí)別的精準(zhǔn)切割,為L(zhǎng)TCC器件的后續(xù)加工奠定基礎(chǔ)。金屬層印刷1網(wǎng)印工藝?yán)媒z網(wǎng)印刷的方式,在LTCC綠帶上印刷金屬導(dǎo)電層。精確控制印刷厚度和線寬,確保電性能穩(wěn)定。2導(dǎo)電材料常用的金屬導(dǎo)電材料包括銀、銅、金等,根據(jù)不同性能需求進(jìn)行選擇。銀具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能。3工藝控制需精細(xì)控制網(wǎng)目、壓力、速度等參數(shù),確保金屬層印刷質(zhì)量。同時(shí)注意清潔度,避免雜質(zhì)污染。焊料印刷上膏將焊料膏涂抹在LTCC綠帶上預(yù)定的區(qū)域。印刷使用專用的焊料印刷機(jī)器,精準(zhǔn)地印制焊料圖案。清洗去除多余的焊料膏,確保圖案清晰且無雜質(zhì)?；亓骱?預(yù)熱在回流焊爐中,綠片首先會(huì)經(jīng)過預(yù)熱階段,溫度緩慢升高以確保材料均勻加熱。2峰值溫度達(dá)到峰值溫度后,焊料會(huì)快速熔化,與基板和電路形成可靠焊接連接。3冷卻最后,回流焊爐會(huì)緩慢降溫,確保焊料凝固并形成牢固連接。切割1鋸切使用高精度鋸床將LTCC板材精確切割2激光切割采用先進(jìn)的激光切割技術(shù),實(shí)現(xiàn)復(fù)雜圖形的無損切割3修邊對(duì)切割后的LTCC件進(jìn)行細(xì)致打磨,去除毛刺4清潔采用超聲波清洗法,徹底清除切割過程中遺留的雜質(zhì)LTCC生產(chǎn)中的切割環(huán)節(jié)是關(guān)鍵工序之一。我們采用先進(jìn)的鋸切和激光切割技術(shù),結(jié)合細(xì)致的修邊和清潔工藝,確保LTCC件的尺寸精度和表面質(zhì)量,為后續(xù)的貼裝和封裝工序奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。終端處理1外觀檢查仔細(xì)檢查外觀,確保無劃傷、變形等缺陷2性能測(cè)試針對(duì)電氣特性、機(jī)械特性等進(jìn)行全面測(cè)試3包裝裝箱使用防靜電材料進(jìn)行包裝,并對(duì)每個(gè)產(chǎn)品編號(hào)終端處理包括外觀檢查、性能測(cè)試和包裝裝箱等步驟。首先仔細(xì)檢查外觀,排查表面缺陷。然后進(jìn)行全面的電氣和機(jī)械性能測(cè)試,確保產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)。最后使用防靜電包裝材料,對(duì)每件產(chǎn)品進(jìn)行編號(hào),確保產(chǎn)品可以安全送達(dá)客戶手中。檢測(cè)1外觀檢查檢查外觀是否符合標(biāo)準(zhǔn)2尺寸測(cè)量確保產(chǎn)品尺寸精度3電性測(cè)試測(cè)試電性參數(shù)是否合格LTCC產(chǎn)品的檢測(cè)過程包括外觀檢查、尺寸測(cè)量和電性測(cè)試。首先從外觀入手,確保產(chǎn)品外觀無損壞、表面潔凈、尺寸精度符合要求。然后對(duì)關(guān)鍵電性參數(shù)進(jìn)行測(cè)試,如電阻、電容、溫度系數(shù)等,確保產(chǎn)品性能達(dá)標(biāo)。通過全面檢測(cè),確保LTCC產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。成品包裝檢查對(duì)成品進(jìn)行嚴(yán)格檢查,確保質(zhì)量達(dá)標(biāo)。分類按型號(hào)、規(guī)格等屬性對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分類整理。包裝采用防靜電、防碰撞的包裝材料,保護(hù)產(chǎn)品。貼標(biāo)在包裝上貼上產(chǎn)品信息標(biāo)簽,便于識(shí)別和管理。LTCC封裝優(yōu)勢(shì)體積小型化LTCC技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更小更薄的電子模塊設(shè)計(jì),大幅降低最終產(chǎn)品的體積和重量。高集成度LTCC允許在同一基板上集成多種功能元件,提高電路集成水平和性能。良好散熱LTCC基板具有出色的熱傳導(dǎo)性,有利于熱量快速均勻傳導(dǎo)和散發(fā)。高可靠性LTCC材料和工藝具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn),確保封裝的高可靠性。LTCC應(yīng)用領(lǐng)域5G通信LTCC在5G基站和通信設(shè)備中廣泛應(yīng)用,提供高頻、高功率、低損耗的解決方案。醫(yī)療電子LTCC在醫(yī)療影像設(shè)備、診斷儀器等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,提供高可靠性和集成度。汽車電子LTCC在汽車電子、雷達(dá)、傳感器等應(yīng)用中體現(xiàn)優(yōu)勢(shì),支持更多先進(jìn)功能的集成。新興LTCC技術(shù)3D集成印刷利用LTCC技術(shù)實(shí)現(xiàn)多層3D集成,能大幅提高電路的集成度和功能密度?？删幊绦酒琇TCC可實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì),通過可編程電路實(shí)現(xiàn)功能的靈活配置。綠色環(huán)保工藝LTCC制程中無需有害重金屬,是一種清潔環(huán)保的新型電子封裝技術(shù)。柔性基板應(yīng)用LTCC兼容多種材料,可實(shí)現(xiàn)柔性可折疊電路基板的制造。未來LTCC發(fā)展趨勢(shì)集成功能化未來LTCC將實(shí)現(xiàn)更多集成功能,如集成傳感器、電源管理等,提升器件性能和集成度。高密度互連通過微細(xì)線路和更小的via孔,LTCC有望實(shí)現(xiàn)更高的布線密度和更緊湊的封裝。新興材料應(yīng)用采用新型陶瓷、低溫玻璃等材料,LTCC性能和可靠性將進(jìn)一步提升。制造自動(dòng)化LTCC生產(chǎn)將更加自動(dòng)化和智能化,降低人工成本,提高生產(chǎn)效率?？偨Y(jié)與展望總結(jié)本課程全面介紹了LTCC生產(chǎn)流程的各個(gè)環(huán)節(jié),從原料前處理到最終的檢測(cè)和包裝,為讀者提供了全方位的認(rèn)知。未來展望隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,LTCC有望在電子、通訊、航天等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更廣泛的應(yīng)用,為電子產(chǎn)品的集成化發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。發(fā)展趨勢(shì)LTCC技術(shù)正朝著高頻高速、多功能集成、環(huán)境友好等方向持續(xù)創(chuàng)新,未來必將更好地滿足市場(chǎng)的需求。討論環(huán)節(jié)在此環(huán)節(jié)中，我們歡迎與會(huì)嘉賓就LTCC生產(chǎn)流程的各個(gè)環(huán)節(jié)提出問題和分享見解。我們的專家團(tuán)隊(duì)將在現(xiàn)場(chǎng)解答您的疑問,并就LTCC在新興應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)與您進(jìn)行深入探討。通過充分的交流與討論,相信我們能夠更好地認(rèn)識(shí)LTCC技術(shù)的未來發(fā)展方向。這也是本次培訓(xùn)的重要組成部分,希望大家踴躍發(fā)言,為L(zhǎng)TCC行業(yè)的進(jìn)步貢獻(xiàn)自己的力量。參考資料核心期刊文獻(xiàn)包括《IEEETransactionsonComponents,PackagingandManufacturingTechnology》、《CeramicsInternational》等專業(yè)期刊