HTCC电路

  高温共烧陶瓷 HTCC(High Temperature co-fired Ceramic),采用材料为钨、钼、钼、锰等高熔点金属发热电阻浆料按照发热电路设计的要求印刷于92~96%的氧化铝流延陶瓷生坯上,4~8%的烧结助剂然后多层叠合,在1500~1600℃下高温下共烧成一体。

  因HTCC烧成温度高,HTCC采用钨、钼、锰等难熔金属材料,这些材料电导率低,会造成信号延迟等缺陷,所以不适合做高速或高频微组装电路的基板。但是,HTCC基板具有结构强度高、热导率高、化学稳定性好和布线密度高等优点,因此在大功率微组装电路中具有广泛的应用前景。

  高温共烧陶瓷中较为重要的是以氧化铝、莫来石和氮化铝为主要成分的陶瓷。

  氧化铝

  氧化铝陶瓷技术是一种比较成熟的微电子封装技术,它 由 92~96%氧 化 铝,外 加 4~8% 的烧结助剂在1500- 1700℃下烧结而成,其导线材料为钨、钼、钼一锰等难熔金属。

该基板技术成熟,介质材料成本低,热导率和抗弯强度较高。但是,氧化铝多层陶瓷基板有下列缺点:

 (1)、介电常数高, 影响信号传输速度的提高; 

 (2)、导体电阻率高, 信号传输损耗较大;

 (3)、热膨胀系数与硅相差较大,从而限制了它在巨型计算机上的应用。

  莫来石

  莫来石的介电常数为 7.3- 7.5, 而氧化铝( 96%) 的介电常数为 9.4, 高于莫来石, 所以莫来石的信号传输延迟时间可比氧化铝小17%左右,并且,莫来石的热膨胀系数与硅很接近,所以这种基板材料得到了快速发展。

  例如日立、Shinko 等公司均开发了莫来石多层陶瓷基板,并且其产品具有良好的性能指标。不过此基板的布线导体只能采用钨、镍、钼等, 电阻率较大而且热导率低于氧化铝基板。

  氮化铝

  对于氮化铝基板来说,由于氮化铝热导率高,热膨胀系数与Si、SiC和GaAs等半导体材料相匹配,其介电常数和介质损耗均优于氧化铝,并且 AlN 是较硬的陶瓷,在严酷的环境条件下仍能很好地工作。

  比如在高温时 AlN 陶瓷依然具有极好的稳定性,因此,氮化铝用作多层基板材料,在国内外都得到了广泛研究并已经取得令人瞩目的进展。