HTCC多层高温共烧陶瓷薄膜电路基板是一种理想的大规模集成电路散热基板和封装材料,具有结构强度高、耐高温、导热性能好、布线密度高、物理化学性质稳定等优点,可应用于光通信400G/800G高速光模块、微波射频、功率器件、T/R组件等领域。

图 800G HTCC高速陶瓷薄膜电路,摄于宏达恒芯展台

多层共烧陶瓷薄厚膜电路基板结构一般由 HTCC与 HTCC表面薄膜金属化布线两部分组成,结构中心为 HTCC,上下表面为薄膜金属化布线。推荐阅读:厚膜工艺+薄膜工艺,高精度HTCC薄厚膜基板了解一下

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图 单层陶瓷薄膜基板和多层陶瓷薄膜基板结构示意图,来源:kyocera

其制造工艺为:首先通过HTCC工艺进行陶瓷多层基板的加工,主要以氮化铝生瓷带和钨金属浆料为主要原料,通过丝网印刷的方式将浆料印刷在生瓷带上构成金属电路,并采用通孔填孔的方式使上下层导通,再进行多片叠层,最后经过高温烧结(温度在1800°C以上)、表面处理,形成一个三维布线系统的单片结构。再通过研磨、抛光等处理,获得平整、光洁的陶瓷基板,使表面粗糙度达到薄膜电路制作的要求,再利用薄膜工艺分别对 HTCC基板正背面进行精细线条制作。

1. 浆料制备

将陶瓷粉体、粘合剂等原材料按配方混合均匀制备浆料。

2. 流延成型

将浆料通过流延成型制成生瓷带。

 

3. 通孔冲孔/填充

在生瓷带上冲孔以形成电路通孔,随后在孔内填充导电浆料,从而实现电气连接。

4. 丝网印刷

电路图案印刷在每一层生瓷片的表面上。

5. 层压

将印刷图案后的生瓷片层叠并压合,从而在陶瓷基板内形成三维电路。

6. 切割

将层压后的基板切割成独立的基板,以进行共烧。

7. 共烧

单个基板在炉内进行高温共烧。

8. 磨抛

磨抛陶瓷基板表面确保了用于薄膜沉积的基底平整度。

9. 薄膜沉积

薄膜通过蒸发或溅射沉积而成。

10. 光刻

将光刻胶涂覆于基板上并进行曝光。

11. 蚀刻

未覆盖光刻胶区域的金属通过化学蚀刻工艺去除,随后去除光刻胶。

12. 电镀

利用电镀工艺进行金属层增厚。

13. 切割

将基板切割成为一个个独立的单元。

14. 检验/包装/发货

成品基板经最终检验后,装箱并进行发货。

AI和数据中心等新场景使得光通信市场的火爆,陶瓷薄厚膜基板应用于400G、800G、1.6T等高频高速光模块中,需求高速增长。

来源:宏达恒芯、kyocera

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作者 ab, 808