[发明专利]3D封装LTCC基片材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电子材料与器件技术领域，具体涉及一种多层高密度封装LTCC基板材料及其制备方法。

背景技术

低温共烧陶瓷(LTCC，LowTemperatureCo-firedCeramics的缩写)是一种新型材料，用于实现高集成度、高性能电子封装。新型高密度封装LTCC多层电路基片作为微波新型电子材料与元器件的典型代表，由于其设计的灵活性和性能的优异性而脱颖而出，其是采用LTCC技术，把印有导电带图形和含有互连通孔的多层生料带相叠，在900℃温度以下烧结而形成的一种互连结构。3D封装LTCC多层电路基片可以最大限度增大布线密度和缩小互连长度，是实现微型化、高密度微波电路的一种理想的互连基板。多层基片中每层都可以单独完成电路设计，采用微波传输线、逻辑控制线和电源线的混合信号设计并将它们组合在同一个三维立体微波互连结构中，实现相应的电讯功能。LTCC技术为多层线路和电子元器件的设计带来了巨大的灵活性，但许多相关技术亟待开发。目前研究最多的主要有材料性能、收缩率控制、共烧匹配性的调制问题，但对于改性填充相陶瓷界面的研究相对较少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D封装LTCC基片材料及其制备方法。通过玻璃包覆陶瓷相，改性陶瓷界面提高界面润湿力，获得一种低玻璃相含量的LTCC材料，可用于制备大面积的厚膜基板，应用于集成电路、MCM组件、蓝牙模块及光电子技术等领域。

3D封装LTCC基片材料，是由无机玻璃陶瓷料和有机流延体系组成。其中无机玻璃陶瓷料由包覆α-Al₂O₃(D₅₀＝2～4um)和低软化点玻璃组成；低软化点玻璃是钙硼铝硅玻璃或铅硼硅玻璃；有机流延体系由溶剂、分散剂、粘结剂和增塑剂组成。

所述的低软化点玻璃是钙硼铝硅玻璃或铅硼硅玻璃。

其中钙硼铝硅玻璃由CaO、SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃、K₂O、Na₂O、Li₂O、MgO八种成分组成，各成分的含量为：CaO10～20wt％；SiO₂40～60wt％；Al₂O₃5～15wt％；B₂O₃5～10wt％；K₂O0.5～3wt％；Na₂O1～3wt％；Li₂O0.1～2wt％；MgO3～5wt％。

铅硼硅玻璃由CaO、SiO₂、B₂O₃、PbO、Na₂O、K₂O、MgO七种成分组成，各成分的含量为：CaO5～20wt％；SiO₂30～60wt％；B₂O₃10～30wt％；PbO10～25wt％；Na₂O0.5～3wt％；K₂O0.5～3wt％；MgO0.5～1wt％。

有机流延体系由9-10.5wt％粘结剂、78～82wt％溶剂、4-4.5wt％分散剂、5-7wt％增塑剂组成。所述的粘结剂是聚乙烯醇缩丁醛，所述的溶剂是乙醇与甲乙酮的混合物，其中乙醇占有机流延体系的48～55wt％；甲乙酮占有机流延体系的25～30wt％；所述的分散剂是鲱鱼油；所述的增塑剂是邻苯二甲酸丁苄酯。

低介3D封装LTCC基片材料的制备过程如下：

步骤一、低软化点玻璃的制备

①钙铝硼硅玻璃主要由CaO、SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃、K₂O、Na₂O、Li₂O、MgO八种成分组成。各成分的含量为：CaO10～20wt％；SiO₂40～60wt％；Al₂O₃5～15wt％；B₂O₃5～10wt％；K₂O0.5～3wt％；Na₂O1～3wt％；Li₂O0.1～2wt％；MgO3～5wt％。