厚膜工藝+薄膜工藝，高精度HTCC薄厚膜基板了解一下

隨著電子設(shè)備功耗越來越高、小型化集成化更為突出和頻率越來越高，要求封裝產(chǎn)品更高的散熱效果、更為密集的布線電路、更低的損耗，因此在封裝材料以及制作工藝方面需要不斷的創(chuàng)新。

1.厚膜工藝和薄膜工藝各有千秋

在電子封裝領(lǐng)域，陶瓷厚膜產(chǎn)品與薄膜產(chǎn)品由于其各自的特點(diǎn)都有較為廣泛的應(yīng)用。

● 陶瓷厚膜工藝的優(yōu)勢(shì)是多層布線容易，能夠很好地實(shí)現(xiàn)三維互聯(lián)，但是其金屬化由于絲網(wǎng)印刷工藝的限制平整度較差，微波傳輸損耗較大，線寬與線間距很難突破30μm。

● 陶瓷薄膜工藝則很容易實(shí)現(xiàn) 20μm 線寬線間距，滿足高密度布線，并且金屬化平整度較高，微波傳輸損耗小，其缺點(diǎn)是布線層數(shù)限制難以突破，多層布線難度相對(duì)較大。

陶瓷薄膜電路板

受到加工方式的限制，多層共燒陶瓷（HTCC/LTCC）在高可靠系統(tǒng)級(jí)封裝領(lǐng)域中存在平面度較大（>30μm）、最小線寬較大（>50μm）等問題。這些問題會(huì)導(dǎo)致陶瓷基板與芯片無(wú)法高可靠連接、封裝密度難以進(jìn)一步提升，直接限制了陶瓷基板向更高密度封裝領(lǐng)域發(fā)展。與厚膜陶瓷加工工藝不同，薄膜工藝主要采用光刻、刻蝕、沉積等方式進(jìn)行，具有無(wú)收縮、可制作納米級(jí)精細(xì)線條、沉積方式選擇多等優(yōu)勢(shì)。若將半導(dǎo)體制造工藝與多層共燒陶瓷技術(shù)相結(jié)合，有望獲得性能更好的產(chǎn)品以滿足未來高密度集成電路封裝需求。

2.多層共燒陶瓷薄厚膜基板制作工藝流程

HTCC薄厚膜基板結(jié)構(gòu)一般由 HTCC與 HTCC表面薄膜金屬化布線兩部分組成，結(jié)構(gòu)中心為 HTCC，上下表面為薄膜金屬化布線。

薄厚膜異構(gòu) HTCC基板示意圖

首先通過HTCC工藝進(jìn)行陶瓷多層基板的加工，包括通孔制作和內(nèi)部線路制作，再通過研磨、拋光等處理，獲得平整、光潔的陶瓷基板，使表面粗糙度達(dá)到薄膜電路制作的要求，再利用薄膜工藝分別對(duì) HTCC基板正背面進(jìn)行精細(xì)線條制作。

①HTCC工藝流程

采用氧化鋁/氮化鋁生瓷帶和厚膜金屬漿料作為主要原材料，通過絲網(wǎng)印刷的方式將金屬漿料印刷在生瓷帶上構(gòu)成金屬電路，并采用通孔填孔的方式使上下層導(dǎo)通，再進(jìn)行多片疊層，最后經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)（溫度在1800℃以上）、表面處理，形成一個(gè)三維布線系統(tǒng)的單片結(jié)構(gòu)（HTCC基板）。

②薄膜工藝流程

薄膜工藝流程包括清洗磨拋后的 HTCC基板，進(jìn)行烘干，利用磁控濺射在陶瓷基板表面沉積一層金屬種子層，并在其表面利用光刻膠進(jìn)行圖形化制作，將需要電鍍的區(qū)域裸露出來；光刻膠圖形化后，利用電鍍工藝進(jìn)行金屬層增厚；電鍍完成后去除光刻膠，利用刻蝕劑將沉積的種子層去除即可完成單面金屬化制作。之后將制作完成的表面進(jìn)行保護(hù)，利用相同的工藝進(jìn)行另一表面圖形化制作。

HTCC表面薄膜金屬化制備工藝流程

在制造過程中，最為重要的環(huán)節(jié)是 HTCC與金屬化薄膜的結(jié)合。因此，HTCC基板的表面處理與表面薄膜金屬化的制作尤為重要。HTCC的表面處理決定了 HTCC表面特性是否滿足后續(xù)薄膜金屬化工藝條件，薄膜金屬化工藝則決定了薄厚膜 HTCC陶瓷基板精細(xì)布線能力及薄膜與 HTCC的結(jié)合力。

3.多層共燒陶瓷薄厚膜基板的應(yīng)用

多層共燒陶瓷薄厚膜電路基板是一種理想的大規(guī)模集成電路散熱基板和封裝材料，具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、耐高溫、導(dǎo)熱性能好、布線密度高、物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于光通信800G高速光模塊、微波射頻、功率器件、T/R組件等領(lǐng)域。

直接鍍銅（DPC）陶瓷基板主要生產(chǎn)工藝流程

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