低溫共燒陶瓷基板技術(LTCC)是一種高密度集成封裝技術，可以實現電子元器件與功能模塊的微型化、集成化和高可靠性，已成為目前主流的無源/有源混合電路集成技術，應用領域廣泛。艾邦建有LTCC產業交流群，掃描下方二維碼即可加入：

一、LTCC對導體漿料的要求

厚膜導體漿料是LTCC的關鍵性材料，它是一種將金屬粉末、玻璃粉或氧化物以及有機載體混合后，研磨制得到的粘稠狀物體。LTCC技術主要涉及三種不同的厚膜導體漿料，分別是用于電子元件表面布線的漿料、用于形成電子元件內部布線的漿料、用于散熱及層間導通的填孔漿料，在組件中用于表面及層間電路節點以及多層電路層間的電連接。

LTCC對金屬材料有如下要求：

(4)燒結后的導帶有高的電導率。

二、LTCC導體漿料的組成及作用

厚膜導體漿料是由金屬粉(功能相)、玻璃粉(無機粘接相)、有機載體均勻混合而成，其性能由三大組分相互作用決定，影響因素復雜。

1、功能相

由于 LTCC 技術的燒結溫度較低，一般在800-900℃，因此應用于LTCC技術的厚膜導體漿料中的功能相也應具有較低的燒結溫度，常用的功能相主要是 Au、Ag、Cu。

功能相在厚膜導體漿料中的主要作用是作為導體起導電作用，另外表面布線中的功能相還要能與外部無源器件或有源器件等進行很好的互連，填孔漿料中的功能相還要有良好的散熱性能。為了滿足這些性能，對功能相的分散性，表面形貌及尺寸提出了嚴格要求。金屬粉顆粒的均勻性、分散性、表面形態及尺寸對漿料的燒結匹配有很大的影響。

2、粘結相

在厚膜漿料技術中為了改善金屬導體漿料與LTCC生帶之間的粘附力，通常是在漿料中摻入可與生帶產生結合的粘結相，主要是加入玻璃粉或者氧化物，燒結后厚膜與基體之間的結合強度與粘結劑的物理化學性能相關，包括玻璃粉的潤濕性，軟化點以及玻璃與基板材料發生化學反應而產生新相，還有其中的氧化物在高溫下分解還原成金屬，從而在厚膜表面形成 Au/Ag-Me-MeO活化過渡層。

圖 無機粘結相在燒結過程中的理想狀態

在 LTCC 工藝中，粘結相不僅僅起到將導體固定于基板的作用，還可以調整漿料的致密化溫度，從而適應共燒工藝，同時可以通過調節粘結相的組成來調節漿料的燒結收縮開始溫度、收縮速率、收縮率及冷卻后厚膜的熱膨脹系數等。粘結相的加入也會帶來一些不利影響，如降低厚膜的導電性能及絲焊性能等。

3、有機載體

有機載體作為導電相金屬粉與無機粘合相的載體，可分散無機粉末以提供所需的流變性能，通常包含有機粘結劑、溶劑、增塑劑和分散劑等。有機載體在漿料中的含量需要根據漿料的粘度需求以及有機載體本身的粘度共同決定，一般情況下不會超過30%。

有機載體不僅需要滿足漿料對粘度和觸變性的要求，還要能夠使無機相充分分散，避免發生團聚，漿料在干燥后，有機載體中的樹脂能夠將漿料很好的粘附在基板上，分解溫度要低并且分解要完全，避免殘留的灰分使得燒結后的厚膜不連續，影響到厚膜的焊接性能。

二、LTCC不同導體漿料的應用

LTCC 常用的功能相主要是金（Au）、銀（Ag）、銅（Cu）。

圖 不同類型導電漿料的方阻值

1、銀（Ag）

Ag是目前LTCC技術中應用最多的導體材料，其電阻率在金屬材料中最小，損耗小，傳輸性能優異，熱導率在金屬材料中最高，傳熱特性好，制作工藝簡單，性價比高，能夠實現與LTCC基板材料的有效結合。但Ag在電路中存在電遷移、電極擴散、與LTCC基板材料燒結匹配性差等問題。

銀相對金具有更低的成本，以及相對銅具有更高的可靠性，應用于低成本、高強度系統如汽車、通信和消費類產品。

2、銅（Cu）

Cu的電阻率和銀相近，損耗小，傳輸性能優異，熱導率也較高，具有比Au更為優良的高頻特性和導電性。Cu價格更為低廉，在成本上優勢明顯，且沒有像Ag一樣的遷移缺陷，且熔點比 Ag 的高，可以使樣品燒結范圍變得更加寬廣，擁有優良的可焊性和較低的成本。但Cu在高溫下容易發生氧化，通常需要采用惰性保護氣氛燒結。Cu應用于低 K、低熱膨脹系數、低損耗、高可靠、低成本系統，適用于高速數字應用。

3、金（Au）

Au的電阻率和熱導率相比銀和銅均略微遜色。Au具有優良的化學穩定性，抗氧化性極佳，導電性以及在嚴苛環境中幾乎不發生電子遷移等優點，更容易適應于在復雜環境中工作，因此使用金制備的電路的可靠性極佳，是制備航空航天及軍事領域高可靠性 MCM 組件的首選。缺點是原料價格高昂。

4.金導體漿料與LTCC生帶共燒行為研究，鄭權.

低溫共燒陶瓷（LTCC）產業論壇

8月29日

深圳國際會展中心7號館 論壇區1

更多議題征集中，歡迎自薦/推薦議題，題目自擬。演講報名李小姐：18124643204（同微信）

免費入場券領取步驟：step1：關注“艾邦陶瓷展”公眾號，step2：底部菜單“觀眾登記”

專業VIP觀眾登記：

專業VIP觀眾福利：免費領取“飲用水+午餐券+展會會刊”

VIP觀眾范圍：功率半導體模塊（IGBT/SiC/PIM）、封裝測試、MLCC、LTCC、HTCC、電子陶瓷元器件、陶瓷覆銅板（AMB/DBC/DPC）、制冷片、通訊設備、光通信模塊、3C消費電子、汽車電子。

VIP觀眾登記請聯系溫小姐：18126443075（同微信）

※18歲以下未成年謝絕參觀，請勿攜帶兒童進場！

原文始發于微信公眾號（艾邦陶瓷展）：金、銀、銅，誰才是低溫共燒陶瓷（LTCC）的最佳拍檔？