申请/专利权人：广东风华高新科技股份有限公司

申请日：2018-06-29

公开（公告）日：2020-11-24

公开（公告）号：CN108987286B

主分类号：H01L21/48(20060101)

分类号：H01L21/48(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.11.24#授权;2019.01.04#实质审查的生效;2018.12.11#公开

摘要：本发明提供一种LTCC共烧失配的改善方法，该方法包括在LTCC陶瓷体与内层导电浆料的共烧过程中，当烧结温度达到所述内层导电浆料的快速收缩温度区间时，提高升温速率，当烧结温度超过所述导电浆料的快速收缩温度区间后，恢复常规升温速率。该LTCC共烧失配的改善方法在不影响产品烧结密度的前提下，较大程度上改善导电金属层与基板间的收缩匹配性问题，使得选材的范围变宽，也大大提高了LTCC基板及功能器件的可靠性，实现更优异的电性能。

主权项：1.一种LTCC共烧失配的改善方法，其特征在于，所述方法包括在LTCC陶瓷体与内层导电浆料的共烧过程中，当烧结温度达到所述内层导电浆料的快速收缩温度区间时，提高升温速率，当烧结温度超过所述导电浆料的快速收缩温度区间后，恢复常规升温速率；当烧结温度为当前环境温度到500℃区间时，控制升温速率为1℃min；当烧结温度为500℃到600℃区间时，控制升温速率为3.5℃min；当烧结温度为600℃到750℃区间时，控制升温速率为5℃min；当烧结温度为750℃到870℃区间时，控制升温速率为3.5℃min。

全文数据：一种LTCC共烧失配的改善方法技术领域[0001]本发明涉及陶瓷材料制备方法技术领域，尤其涉及一种LTCC共烧失配的改善方法。背景技术[0002]LTCC技术是目前主流的集成封装技术之一，具有众多优点，利用LTCC技术制备的电子元器件具有高可靠、高性能、高频化等优点，是实现当今电子组件向微型化、轻量化和集成化等方向发展的重要手段，已经得到越来越广泛的应用。[0003]但同时LTCC也存在涉及可靠性的难点，如LTCC陶瓷体与内层导电浆料共烧时的收缩率即是其中的一个重要挑战，它关系到多层金属化布线的质量。LTCC共烧时，陶瓷体与导电浆料的烧结特性不匹配主要体现在烧结致密化完成的温度不一样;基板与浆料的烧结收缩率不一致;烧结致密化的速度不匹配等。这些不匹配容易导致烧成后基板表面不平整、翘曲、分层，还有金属布线的附着力下降等等。在实际中可以使用最大收缩一致的陶瓷体与导电浆，但往往两者烧结致密化的速度不匹配，收缩速率有一定的差别，如果按常规烧结，就会造成烧结后瓷体与内层金属导电层没有很好的结合在一起，其之间出现有较大的缝隙。这对于一些高频的功能器件或者功能性基板，金属层与陶瓷体存在间隙，相当于使整个产品的结构发生了改变，会对其电性能影响巨大，如滤波器的插损增大，驻波比变差等。[0004]鉴于此，提供一种LTCC共烧失配的改善方法，解决LTCC陶瓷体与内层导电浆料烧结过程中开始收缩的温度点及收缩速率不匹配的问题是目前的迫切需要。发明内容[0005]本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种LTCC共烧失配的改善方法，该方法可以在不影响产品烧结密度的前提下，大大地改善了导电金属层与基板间的收缩匹配性问题，使得选材的范围变宽，也大大提高LTCC基板及功能器件的可靠性，实现更优异的电性能。[0006]为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：[0007]—种LTCC共烧失配的改善方法，所述在LTCC陶瓷体与内层导电浆料的共烧过程中，当烧结温度达到所述内层导电浆料的快速收缩温度区间时，提高升温速率，当烧结温度超过所述导电浆料的快速收缩温度区间后，恢复常规升温速率。[0008]进一步地，当烧结温度为当前环境温度到500°区间时，控制升温速率为1°Cmin。[0009]进一步地，当烧结温度为500°到600°区间时，控制升温速率为3.5°Cmin。[0010]进一步地，当烧结温度为600°到750°区间时，控制升温速率为5°Cmin。[0011]进一步地，当烧结温度为750°到870°区间时，控制升温速率为3.5min。[0012]本发明提供一种LTCC共烧失配的改善方法，该方法通过在导电浆料开始快速收缩温度段上，设定更快的升温速率，缩短导电浆料快速收缩期的时间，同时加快达到陶瓷体快速收缩温度点，之后再恢复常规升温速率，如此，可以在确保不影响陶瓷体致密性的情况下，实现LTCC陶瓷体与内层导电浆料共烧失配率的改善，烧结后瓷体与金属导电层失配率降低约7%，提尚广品的可靠性。附图说明[0013]图1为本发明的LTCC共烧失配的改善方法的实施例的流程图；[00M]图2为本发明的LTCC共烧失配的改善方法实验1的升温速率设定以及烧结成品图；[0015]图3为本发明的LTCC共烧失配的改善方法实验2的升温速率设定以及烧结成品图；[0016]图4为本发明的LTCC共烧失配的改善方法实验3的升温速率设定以及烧结成品图；[0017]图5为本发明的LTCC共烧失配的改善方法实验4的升温速率设定以及烧结成品图；[0018]图6为本发明的LTCC共烧失配的改善方法的实施例的LTCC陶瓷体的结构示意图。具体实施方式[0019]下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。[0020]本发明提供一种LTCC共烧失配的改善方法，所述方法包括在LTCC陶瓷体与内层导电浆料的共烧过程中，当烧结温度达到所述内层导电浆料的快速收缩温度区间时，提高升温速率，当烧结温度超过所述导电浆料的快速收缩温度区间后，恢复常规升温速率。[0021]参考图1和图6,为本发明的LTCC共烧失配的改善方法的一个实施例，该LTCC共烧失配的改善方法包括：[0022]SlOO，当烧结温度为当前环境温度到500°区间时，控制升温速率为1°Cmin。[0023]S200,当烧结温度为500°到600°区间时，控制升温速率为3.5°Cmin。[0024]S300,当烧结温度为600°到750°区间时，控制升温速率为5°Cmin。[0025]S400,当烧结温度为750°到870°区间时，控制升温速率为3.5min。[0026]LTCC陶瓷体与内层导电浆料的最大收缩温度接近;导电浆料收缩开始温度较低，共烧过程中导电浆料首先发生收缩行为;在600〜700°C温度区间导电浆料快速收缩，陶瓷体则处于收缩初期，将此温度段快速升温rate:5〜10°Cmin;直到彡700°C时恢复缓慢升温。[0027]陶瓷体特征温度:玻璃化转变温度Tg约600°C，粘流温度Tf约705°C，收缩截止温度Ts约900°C，纵向收缩率ΔZZ〜17.35%;[0028]导电浆料特征温度:玻璃化转变温度Tg约520°C，粘流温度Tf约614°C，收缩截止温度Ts约950°C，纵向收缩率ΛZZ〜4.64%;[0029][0030]实验数据[0031]参考图2，实验1，常规烧结：1#样品，烧结炉①；[0032]RT_50TC，速率rCmin;[0033]500-870cC，速率3.5cCmin.[0034][0035]参考图3，实验2，5°Cmin烧结:2#样品，烧结炉①；[0036]RT_50TC，速率rCmin;[0037]500-600cC，速率3.5cCmin;[0038]600-750cC，速率5cCmin;[0039]750-870。：，速率3.511^11.[0040][0041]对比实验1和实验2,在同一烧结炉下，采用控制升温速率进行烧结，烧结成品的平均失配率由17.736%降为10.502%。[0042]参考图4，实验3，常规烧结:3#样品，烧结炉②；[0043]RT_500°C，速率l°Cmin;[0044]500-870°C，速率3.5°Cmin.[0045][0046]参考图5，实验4，5°Cmin烧结:4#样品，烧结炉②；[0047]RT-500°C，速率l°Cmin;[0048]500-600cC，速率3.5cCmin;[0049]600-750°C，速率8°Cmin;[0050]750_870。：，速率3.511^11.[0051][0052]对比实验3和实验4,在同一烧结炉下，采用控制升温速率进行烧结，烧结成品的平均失配率由21.136%降为14.475%。[0053]本发明提供一种LTCC共烧失配的改善方法，该方法通过在导电浆料开始快速收缩温度段上，设定更快的升温速率，缩短导电浆料快速收缩期的时间，同时加快达到陶瓷体快速收缩温度点，之后再恢复常规升温速率，如此，可以在确保不影响陶瓷体致密性的情况下，实现LTCC陶瓷体与内层导电浆料共烧失配率的改善，烧结后瓷体与金属导电层失配率降低约7%，提尚广品的可靠性。[0054]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种LTCC共烧失配的改善方法，其特征在于，所述方法包括在LTCC陶瓷体与内层导电浆料的共烧过程中，当烧结温度达到所述内层导电浆料的快速收缩温度区间时，提高升温速率，当烧结温度超过所述导电浆料的快速收缩温度区间后，恢复常规升温速率。2.根据权利要求1所述的LTCC共烧失配的改善方法，其特征在于，当烧结温度为当前环境温度到500°区间时，控制升温速率为1°Cmin。3.根据权利要求2所述的LTCC共烧失配的改善方法，其特征在于，当烧结温度为500°到600°区间时，控制升温速率为3.5°Cmin。4.根据权利要求3所述的LTCC共烧失配的改善方法，其特征在于，当烧结温度为600°到750°区间时，控制升温速率为5°Cmin。5.根据权利要求4所述的LTCC共烧失配的改善方法，其特征在于，当烧结温度为750°到870°区间时，控制升温速率为3.5min。

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