基于LTCC为基础的多层结构设计可有效减小器件体积，是实现元器件向小型化、集成化、高可靠性和低成本发展的重要途径。LTCC基板的制备核心技术是高质量基片的坯体成型，目前的成型方法主要有流延、干压、轧膜等，其中流延法生产效率高，自动化水平高，成型坯体性能的重复性和尺寸的一致性水平高，是理想的LTCC基板的成型技术。

图陶瓷薄带生坯摄于研创光电

一、LTCC基片流延成型工艺流程

LTCC陶瓷基片流延工艺包括浆料制备、流延成型、干燥、脱脂、烧结等工序，其中最关键的是浆料的制备和流延工艺的控制。

LTCC低温共烧陶瓷基片的流延成型工艺

图流延法制备LTCC基片工艺流程

1、浆料制备——经过球磨分散，脱泡处理后，浆料必须要分散均匀，具备一定的粘度和流动性；

2、薄膜流延成型——薄膜流延成型机的设备精度高、薄膜走线速稳定、干燥温场均匀、要一定的自动化程度；

3、成膜后处理——根据使用需求的不同薄膜还需要：分切切割、打孔、丝印、叠压、温等静压等处理；

4、脱脂烧结成瓷——根据固体粉体材料的不同，以及浆料中的试剂不同，脱脂烧结的温度及时间各不相同，需要根据实际情况去设定；

二、LTCC基片的流延浆料的制备

1、流延浆料的制备要求

流延浆料是个比较复杂的系统，浆料一般由粉料、溶剂、分散剂、粘结剂、增塑剂和功能助剂组成。一种合适的流延浆料必须满足以下几个条件：

（1）干燥过程中没有缺陷（如裂纹等）；

（2）流延片干燥后要有一定的强度，如可切割、钻孔等；

（3）流延片要有非常均匀的微观结构和光滑平整的表面；

（4）流延片中的有机物可以通过热分解后完全排除；

（5）流延片要有好的叠层性能，可用于叠层工艺；

（6）流延片要有非常好的烧结性能等。

并非所有的流延浆料都能满足以上几个条件，只有选择好合适的粉料、分散剂、粘结剂、增塑剂以及流延工艺的参数，才可能满足以上条件。同时，还应注意选择分散剂、粘结剂、增塑剂的纯度，尽量减少同时引入的杂质。

2、流延浆料的影响因素

1）粉料

目前LTCC材料主要分三类：微晶玻璃体系、玻璃+陶瓷复合体系以及纯陶瓷体系。流延成型的关键是粉体，粉体的化学组成和特性能够影响甚至控制最终烧结材料的收缩和显微结构。粉体中不能有硬团聚，否则会影响颗粒堆积以及材料烧结后的性能。

图 LTCC材料

粉体的选择必须考虑到以下技术参数：

（1）化学纯度；

（2）颗粒大小、尺寸分布和颗粒形貌；

（3）硬团聚和软团聚程度；

（4）组分的均一性；

（5）烧结活性；

（6）规模生产的能力；

（7）制造成本。

2）溶剂

在溶剂的选择上首先要考虑如下几个因素：

（1）必须能够溶解分散剂、粘结剂、增塑剂和其他添加剂成份；

（2）在浆料中具有一定的化学稳定性，能够充分分散粉料而不与粉料发生反应；

（3）能够提供浆料系统合适的粘度；

（4）易于挥发与烧除；

（5）保证素坯无缺陷的固化；

（6）使用安全卫生和对环境污染少且价格便宜。

目前最为常用的溶剂为有机溶剂和水，非水基流延成型工艺最大的缺陷在于所使用的有机溶剂（如甲苯、二甲苯等）具有毒性；水基流延成型工艺存在浆料中气泡较多，不易除泡；陶瓷膜片柔韧性较差，强度不高，容易出现裂纹等缺陷。

3）分散剂

粉料在流延浆料中的分散均匀性直接影响着素胚膜的质量，从而影响材料的致密性、气孔率和力学性能等一系列特性。陶瓷颗粒在浆料中可靠地分散主要依靠两个因素。一个是利用电荷粒子间的排斥力，另一个是利用分散剂吸附于粒子表面的位阻作用。当采用前一种时，控制粒子表面的电位是决定浆料稳定性非常重要的一点。

水基系统中常用的分散剂为磷酸盐、磷酸复盐、天然钠芳基磺酸、丙烯酸聚合物，有机系统中常用的分散剂为脂肪（三油酸甘油酯）、鱼油、鲱鱼鱼油、磷酸盐脂等。

4）粘结剂

在浆料混合生产过程中，粘结剂与其他有机材料的溶解度以及与无机材料粉体的可润湿性是很重要的因素，因此粘结剂的类型和种类对浆料的粘性行为有重要影响。

选择粘结剂应考虑的因素有：

（1）素胚膜的厚度；

（2）所选溶剂类型及匹配性，有利于溶剂挥发和不产生气泡；

（3）应易烧除，不留有残余物；

（4）能起到稳定料浆和抑制颗粒沉降的作用；

（5）要有较低的塑性转变温度，以确保在室温下不发生凝结；

（6）考虑所用基板材料的性质，要不相粘结和易于分离。

粘结剂按起作用的官能团类型分为非离子、阴离子和阳离子3类。在流延工艺中使用最多的是阴离子与非离子型的粘结剂，主要有乙烯基与丙烯基2类。在非水基料浆中常用的粘结剂PVB，聚丙烯酸甲酯和乙基纤维素等。在水基介质中常用的粘结剂有聚乙烯醇、丙烯酸乳剂和聚丙烯酸胺盐等。

5）增塑剂

陶瓷生带用增塑剂需要的性能为：

（1）与树脂粘结剂具有良好的相容性；

（2）高的沸点和低的蒸汽压；

（3）高的可塑效率；

（4）热、光、化学的稳定；

（5）低温下良好的弯曲性；

（6）增塑剂与其它材料接触时不快速移动等。

常用的增塑剂有聚乙二醇、邻苯二甲酸酯和乙二醇等。

三、LTCC基片流延工艺的控制

1、生瓷带厚度控制

Otsuka等和Chou等人发现提出了干坯厚度D与各种流延参数的关系式：

α：湿坯干燥时厚度收缩的系数

h：刀刃间隙高度

L：刀刃间隙长度

η：浆料粘度

△P：刀刃间隙出口和入口的压力差（通常由浆料层的高度决定）

V0：留言装饰和支撑载体的相对速率

公式表明流延坯带的厚度与刮刀和基带间的厚度与刮刀和基带的高度、基带速度、浆料粘度、浆料槽液面高度及干燥收缩有关。

为了能够精确地控制生带厚度必须遵循以下原则：浆料混合均匀、粘度符合规定范围；根据生带厚度精确调整刮刀间隙；维持液面高度均衡一致；保证流延速度的稳定。

2、干燥工艺优化

浆料流出刮刀后即进入干燥区进行干燥，在生带干燥过程中，根据溶剂的蒸发速率分为两个阶段。第一阶段速率稳定，第二阶段速率下降。

因此，应根据坯片的厚度、固相体积分数、粘结剂及塑性剂等有机物的含量，精确控制温度、相对湿度及气流速度，使溶剂以较慢的速度蒸发。使坯体充分进行体积扩散，尽可能消除气孔，避免因局部收缩不均匀而导致卷曲变形或开裂。

3、脱脂工艺优化

脱脂是通过加热时有机添加剂产生分解，分解产物扩散至表面挥发，再从表面挥发，整个过程一般在高温度发生。因此，环境气氛是重要因素。陶瓷粉体的特点决定了氧化或还原气氛的选择：

氧化物陶瓷基片：氧气氛围，但必须采取一些预防措施以避免难以控制的放热反应或甚至是有机排出物的燃烧。尤其对于大的不均匀的组分如多层片，这将导致局部应力并使部件氧化。氧气的含量必须限制在足够低的浓度范围内以防止加热连锁反应和有时不得不采用还原条件。
非氧化物陶瓷基片：非氧化氛围，但是必须避免由于粘结剂分解而产生残余碳。

为了进一步加强交流，艾邦建有LTCC交流群，诚邀LTCC生产企业、设备、材料企业参与。目前群友包括：风华高科、顺络电子、中国电科二所、麦捷微、宏达电子、佳利电子等加入。

LTCC低温共烧陶瓷基片的流延成型工艺

目前已经加入的群友有：

职位	主营产品
CETC10	设计师	LTCC滤波器,模块，薄膜滤波器，可定制开发
KEKOEquipmentLtd	销售部经理	LTCC HTCC 叠层陶瓷器件生产设备加工设备
SAA	ltcc	天线
Simon电子	总工	LTCC
北京无线电测量研究所	副主任	ltcc基板
成都宏科电子科技有限公司	材料器件厂副厂长	LTCC产品
东荣电子	业务副总经理	日本共立瓷粉，5G天线，则武浆料，LTCC设备，
风华高科	研发工程师	LTCC滤波器
风华高科	研发工程师	LTCC滤波器
风华高科	项目经理	LTCC滤波器
广东风华高新科技股份有限公司	研发工程师	LTCC滤波器、天线，LTCC基板，LTCC流延生片
国巨	FAE	LTCC产品
国巨电子	工厂经理	LTCC
杭州悠洋	技术	ltcc
嘉兴佳利电子	材料研发工程师	LTCC 介质
俊英科技	市场经理	LTCC
俊英科技	工程师	LTCC滤波器及射频微波器件
昆山鑫泽鸿电子有限公司	销售	LTCC、铁氧体粉、合金粉……等等。
堃成科技	销售经理	LTCC滤波器，介质滤波器
上海傲鲲实业有限公司	经理	LTCC的生产设备
上海航天电子有限公司	工艺	LTCC
上海晶材新材料科技有限公司	工艺主管	LTCC生料带
上海网谊光电科技有限责任公司	总经理	LTCC网版，MLCC网版，MCH网版，LED网版
深圳波而特电子	总经理	LTCC电子元器件、模块等各种微波产品
深圳市麦捷微电子科技股份有限公司	销售总监	LTCC、介质、声表滤波器
深圳顺络电子	开发工程师	片式电感，LTCC滤波器
石家庄铁道大学	教师	LTCC 陶瓷基板，微波介质陶瓷，多孔陶瓷
顺络电子	设备工程师	ltcc
皖淮研究院	研究员	多孔陶瓷材料，LTCC材料，微波介质陶瓷。
研创光电（深圳）有限公司	销售	LTCC陶瓷滤波器
研创光电科技	采购副理	通讯行业用LTCC滤波器、靶材
中电二所	工程师	LTCC基板及元器件
中国电科二所	市场处高级经理	真空热处理设备、LTCC 设备
中国电科二所微组装中心	市场	LTCC电路基板、LTCC滤波器、微组装业务
中国电子科技集团公司第二研究所	工程师	LTCC/HTCC系统集成
中国电子科技集团公司第二研究所	销售经理	ltcc/htcc等陶瓷生产产线
中国电子科技集团公司第四十三研究所	工程师	LTCC
株洲宏达电子股份有限公司深圳波而特事业部（LTCC事业部）	副总工程师	LTCC无源器件、绕线功分器、射频变压器等

主要议题（征集中）：

No.	议题	演讲单位（邀请中）
1	LTCC的在5G移动通信的应用	拟邀请顺络
2	5G射频器件看LTCC未来发展和关键变革趋势	嘉兴佳利
3	LTCC技术特征、工艺过程和发展趋势	43所
4	LTCC工艺在高性能微波毫米波的微型带通滤波器上应用	麦捷微/顺络/佳利/风华高科
5	LTCC丝网印刷设备介绍	中电科四十五研究所朱林涛
6	从LTCC技术的发展历程谈LTCC材料研发	上海硅酸盐研究所刘志甫
7	LTCC系列电子浆料的国产化研究	贵研铂业曾一明博士/副研究员
8	激光对LTCC印刷浆料的微细修整	LPKF 孙剑 DQ产品区域销售经理
9	LTCC瓷粉研究	南京工业大学周洪庆教授
10	热工装备在LTCC制程中的应用	合肥恒力
11	基于LTCC工艺的5G MIMO天线去耦器件及其应用	西安电子科技大学赵鲁豫副教授
12	LTCC加工工艺及设备	北京东方泰阳吴昂总经理
13	LTCC后段自动化测试及编带方案	金动力/赛昌隆科技
14	LTCC外观检测方案	拟邀请西尼自动化
15	LTCC在汽车方面的应用	拟邀请上海钊辉科技
16	LTCC/HTCC系统集成	拟邀请中电科二所

邀请企业类型：

基站、通讯、终端企业、LTCC厂商、设备企业、原材料、浆料企业、检测设备、科研院所、高校等；

会议排程：

12月23号（周三）：14:00-18:00 签到

12月24号（周四）：7:30-8:50 签到；8:50-18:00 会议；18:00-19:30 晚餐

报名方式：

方式一：加微信

LTCC低温共烧陶瓷基片的流延成型工艺

艾果果：13312917301（微信同电话号码），

邮箱：ruanjiaqi@aibang360.com；

主讲意向周小姐：18320865613（微信同电话号码）

注意：每位参会者均需要提供信息；

方式二：长按二维码在线登记报名

或者复制网址到浏览器后，微信注册报名

https://www.aibang360.com/m/100064

扫描二维码在线报名

点击阅读原文，在线报名。

原文始发于微信公众号（艾邦陶瓷展）：LTCC低温共烧陶瓷基片的流延成型工艺

LTCC低温共烧陶瓷基片的流延成型工艺

Byduan, yu

一、LTCC基片流延成型工艺流程

二、LTCC基片的流延浆料的制备

1、流延浆料的制备要求

2、流延浆料的影响因素

三、LTCC基片流延工艺的控制

1、生瓷带厚度控制

2、干燥工艺优化

3、脱脂工艺优化

By duan, yu

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