平面零收缩LTCC基板制作工艺研究
2013-09-05何中伟
何中伟,高 鹏
(北方通用电子集团有限公司微电子部,江苏 苏州 215163)
1 引言
LTCC(低温共烧陶瓷)基板制造工艺的一大难点是由于常规LTCC生瓷材料经共烧后平面尺寸的收缩量不但会超过10%[1]、而且尺寸收缩的不均匀度一般又至少要达到±0.3%~±0.4%[2],从而造成同一产品的同批各块基板及不同批次基板在相同位置上的电路图形(互连通孔、导电带等)很难准确、精确地控制,使制作超高密度MCM-C(陶瓷多芯片组件)、MCM-C/D(厚薄膜混合型多芯片组件)及精密微波传输线异常困难。
所谓平面零收缩LTCC基板制作工艺技术,是指使LTCC生瓷基板(生瓷块)在烧结过程中仅厚度发生改变而平面方向(X向、Y向)的尺寸不改变或只发生微小变化,特别是能使生瓷基板烧结时在平面方向的收缩不均匀度成量级地降低。
例如,以15 cm×15 cm或20 cm×20 cm的LTCC生瓷片流片生产LTCC多层基板但叠压热切后即使最大只按7.6 cm×7.6 cm面积进行共烧时,在目前常规LTCC生瓷材料的平面尺寸烧结收缩率不均匀度为±0.3%~±0.4%的情况下,基板四角区上电路图形的位置不准确度就将达到(3×1000×1.414÷2)×(±0.3%~±0.4%)mil=±6.363mil~±8.484mil=±0.161 mm~±0.215 mm。可以看出,对于要制作出高密度MCM-C、MCM-C/D所需的烧后LTCC上线宽/间距为0.1 mm甚至50 μm的准确位置细密线条以及互连LTCC的顶层与薄膜多层的通孔应具有±20 μm的位置准确度,如此大的图形位置误差是不可接受的。若将LTCC生瓷材料经共烧后平面尺寸的收缩率控制在(0~1%)±(0.03%~0.04%),即将平面尺寸烧结收缩率不均匀度减小到±0.03%~±0.04%时,则7.6 cm×7.6 cm烧结LTCC基板上电路图形位置的最大不准确度就只有(±0.161 mm~±0.215 mm)÷10=±16.1 μm~±21.5 μm,可以较好地满足制作高密度MCM-C和MCM-C/D、微波MCM-C/D产品的需要。……
