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高溫共燒陶瓷 HTCC銀漿(High Temperature co-fired Ceramic),采用材料為鎢、鉬、鉬、錳等高熔點金屬發(fā)熱電阻漿料按照發(fā)熱電路設(shè)計的要求印刷于92~96%的氧化鋁流延陶瓷生坯上,4~8%的燒結(jié)助劑然后多層疊合,在1500~1600℃下高溫下共燒成一體。
因HTCC燒成溫度高,HTCC采用鎢、鉬、錳等難熔金屬材料,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。但是,HTCC基板具有結(jié)構(gòu)強度高、熱導(dǎo)率高、化學(xué)穩(wěn)定性好和布線密度高等優(yōu)點,因此在大功率微組裝電路中具有廣泛的應(yīng)用前景。
高溫共燒陶瓷中較為重要的是以氧化鋁、莫來石和氮化鋁為主要成分的陶瓷。
氧化鋁陶瓷技術(shù)是一種比較成熟的微電子封裝技術(shù),它 由 92~96%氧 化 鋁,外 加 4~8% 的燒結(jié)助劑在1500- 1700℃下燒結(jié)而成,其導(dǎo)線材料為鎢、鉬、鉬一錳等難熔金屬。
該基板技術(shù)成熟,介質(zhì)材料成本低,熱導(dǎo)率和抗彎強度較高。但是,氧化鋁多層陶瓷基板有下列缺點:
(1)、介電常數(shù)高, 影響信號傳輸速度的提高;
(2)、導(dǎo)體電阻率高, 信號傳輸損耗較大;
(3)、熱膨脹系數(shù)與硅相差較大,從而限制了它在巨型計算機上的應(yīng)用。
莫來石
莫來石的介電常數(shù)為 7.3- 7.5, 而氧化鋁( 96%) 的介電常數(shù)為 9.4, 高于莫來石, 所以莫來石的信號傳輸延遲時間可比氧化鋁小17%左右,并且,莫來石的熱膨脹系數(shù)與硅很接近,所以這種基板材料得到了快速發(fā)展。
例如日立、Shinko 等公司均開發(fā)了莫來石多層陶瓷基板,并且其產(chǎn)品具有良好的性能指標。不過此基板的布線導(dǎo)體只能采用鎢、鎳、鉬等, 電阻率較大而且熱導(dǎo)率低于氧化鋁基板。
對于氮化鋁基板來說,由于氮化鋁熱導(dǎo)率高,熱膨脹系數(shù)與Si、SiC和GaAs等半導(dǎo)體材料相匹配,其介電常數(shù)和介質(zhì)損耗均優(yōu)于氧化鋁,并且 AlN 是較硬的陶瓷,在嚴酷的環(huán)境條件下仍能很好地工作。
比如在高溫時 AlN 陶瓷依然具有極好的穩(wěn)定性,因此,氮化鋁用作多層基板材料,在國內(nèi)外都得到了廣泛研究并已經(jīng)取得令人矚目的進展。
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