邓 超,田文科,王天石,刘洋志,仇原鹰

(1.中国电子科技集团公司 第二十九研究所,四川 成都,610036;2.西安电子科技大学 机电工程学院,陕西 西安,701071)

近年来,信息技术的发展要求高速数据和高电流密度传输,电子线路日益向微型化、集成化和高频化的方向发展。这就对电子元件提出了尺寸小、高频、高可靠性、价格低廉和高集成度的要求。LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic)是1982年诞生的新型材料技术,多层LTCC基板技术[1]能将部分无源元件集成到基板中,使得其具有高速、高频、高密度和高可靠性等优点,有利于系统的小型化,提高电路的组装密度,且有利于提高系统的可靠性[2-3]。该技术首先是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带,然后以生瓷带作为电路基板材料,在基板上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需要的电路图形,并将多个无源元件 (如电容、电阻、滤波器、阻抗转换器、耦合器等)埋入其中,最后叠压在一起,在900℃烧结,制成三维电路网络的无源集成组件[4]。

LTCC基板 (以下简称基板)在使用中,由于温度场和结构场的共同作用,可能导致基板的某些部位因热应力过大而产生裂纹,进而导致基板上的电路发生断路失效。

针对因基板热应力过大产生裂纹而导致电路失效的情况,目前的分析方法有枚举法[5]、对比分析法[6]等。枚举法是通过给圆角附一个初始值R0,以ΔR为增量,逐一地增大圆角半径并计算各半径下基板的应力分布,最后选出合适的圆角半径R;对比分析法是通过改变热应力较大位置处的特征形状、结构尺寸等,并对不同的修改方案分别进行仿真计算,然后对仿真结果进行对比分析,最后根据变化趋势选取比较合理的结构形状和特征尺寸。……