本實用新型屬于對印刷電路或印刷電路之間提供電連接的印刷元件技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種具有高成品率的LTCC濾波器。
背景技術(shù):
低溫共燒陶瓷(Low-temperature co-fired ceramic, LTCC)技術(shù),就是將低溫?zé)Y(jié)陶瓷粉經(jīng)過流延制成厚度精確而且致密的生瓷帶,作為電路基板材料,在生瓷帶上打孔、微孔填充、精密導(dǎo)體漿料印刷、疊片以及層壓等工藝制出所需要的電路圖形,并將多個無源元件埋入其中,然后疊壓在一起,在高溫下燒結(jié),制成三維電路網(wǎng)絡(luò)的無源集成組件,也可制成內(nèi)置無源元件的三維電路基板,在其表面可以貼裝IC和有源器件,制成無源/有源集成的功能模塊。隨著微電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,電子整機在小型化、便攜式、多功能、數(shù)字化及高可靠性、高性能方面的需求,對元器件的小型化、集成化以至模塊化要求愈來愈迫切。
但是,在LTCC濾波器實際生產(chǎn)過程中,側(cè)面端口的電氣連接性能不佳是影響產(chǎn)品合格率的重要因素之一。較低的電氣連通率,導(dǎo)致LTCC微波濾波器成品率較低,合格率最高僅能達到50%,大大提高了制造成本,嚴重制約了LTCC微波濾波器的批量化生產(chǎn)和大規(guī)模應(yīng)用。而LTCC濾波器端口電氣連通率偏低,是側(cè)面端印部分導(dǎo)體與中間層導(dǎo)帶端頭連接狀況不佳導(dǎo)致的,而中間層導(dǎo)體端口厚度偏薄是造成這兩個部分電連接故障的根本原因。
傳統(tǒng)LTCC濾波器生產(chǎn)方法是直接對生瓷進行切片,然后再燒結(jié)成型。這樣會帶來兩個問題:
1、切割時刀口會在切割面帶瓷,覆蓋住中間層導(dǎo)帶露出的部分端頭;
2、生瓷時切片,再進行排膠燒結(jié)時,由于導(dǎo)體漿料的收縮率要比瓷體本身的收縮率大,燒結(jié)之后,導(dǎo)體漿料在XY方向向濾波器中心收縮量相對較大,從而導(dǎo)致邊緣露出的導(dǎo)體厚度較薄。
這兩個因素的共同作用下,利用生瓷方式切片后的LTCC濾波器端口露出寬度縮減約60%。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為提高LTCC濾波器端口的導(dǎo)通率,本實用新型公開了一種LTCC濾波器的制備方法及LTCC濾波器。
為實現(xiàn)上述目的,本實用新型采用下述技術(shù)方案:
一種具有高成品率的LTCC濾波器,包括兩接地層和設(shè)置在兩接地層之間的陶瓷體層,所述陶瓷體層之間印刷有中間導(dǎo)體層,中間導(dǎo)體層包括帶有露出端頭的中間導(dǎo)體層和無露出端頭的中間導(dǎo)體層,其特征在于,帶有露出端頭的中間導(dǎo)體層采用的網(wǎng)版乳膠厚度相對無露出端頭的中間導(dǎo)體層所采用網(wǎng)版乳膠提高50-70%,帶有露出端頭的中間導(dǎo)體層的露出端頭的一側(cè)還印刷一層加印導(dǎo)體層,加印導(dǎo)體層采用的網(wǎng)版乳膠厚度為14-16μm,寬度為400-600μm,疊壓和燒結(jié)后的露出端導(dǎo)體層厚度為8~12μm,帶有露出端頭的中間導(dǎo)體層采用的網(wǎng)版乳膠厚度為15μm,無露出端頭的中間導(dǎo)體層所采用網(wǎng)版乳膠厚度為25μm。
其中,所述無露出端頭的中間導(dǎo)體層的厚度為8μm。
其中,所述中間導(dǎo)體層和加印導(dǎo)體層均采用銀制備而成。
其中,所述接地層由表面Top層和背面Bot層組成,表面Top層和背面Bot層采用Pd-Ag制備而成。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:
本實用新型中通過將帶有露出端頭的中間導(dǎo)體層加厚,同時在端頭側(cè)加印一層加印導(dǎo)體層來進一步加厚露出端頭的厚度,此時,露出端頭的厚度比中間厚,疊壓和燒結(jié)后,經(jīng)過收縮,露出端頭的厚度相對中間層的厚度基本一致,從而解決了導(dǎo)體漿料在XY方向向濾波器中心收縮量相對較大,從而導(dǎo)致邊緣露出的導(dǎo)體厚度較薄的技術(shù)問題,
本實用新型將中間導(dǎo)體層的露出端頭處厚度增加從而達到燒結(jié)后的設(shè)計標準,端印后LTCC濾波器導(dǎo)通率得到保證。改進后的LTCC濾波器與采用原技術(shù)生產(chǎn)出來的LTCC濾波器相比,產(chǎn)品合格率得到大幅度提升,從原來的50%提高到改進之后的97%,從而大幅降低了成本;同時, LTCC濾波器端口電氣連通率提高,濾波器的微波性能以及各項指標的一致性得到大幅改善。
附圖說明
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中LTCC濾波器(未側(cè)印)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本實用新型中LTCC濾波器(側(cè)印后)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下述實施例是對于本實用新型內(nèi)容的進一步說明以作為對本實用新型技術(shù)內(nèi)容的闡釋,但本實用新型的實質(zhì)內(nèi)容并不僅限于下述實施例所述,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以且應(yīng)當知曉任何基于本實用新型實質(zhì)精神的簡單變化或替換均應(yīng)屬于本實用新型所要求的保護范圍。
LTCC濾波器中,中間導(dǎo)體層燒結(jié)厚度設(shè)計為8μm左右,經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn),燒結(jié)之后成品濾波器中間層導(dǎo)帶端頭露出厚度非常薄,并且露出的導(dǎo)帶輪廓很模糊,有一部分被瓷體材料覆蓋。
正是由于此原因,導(dǎo)致露出端頭與側(cè)面印制導(dǎo)體接觸不良。我們采用砂輪劃的方式將LTCC濾波器從中間劃開,在金相顯微鏡下進行觀察和測量,中間導(dǎo)體層厚度與設(shè)計值較為接近??梢钥闯觯琇TCC濾波器實際上內(nèi)層導(dǎo)體的厚度并不像其邊緣處一樣薄,而是比較接近于設(shè)計值的。而只要中間導(dǎo)體層的露出端頭處厚度達到設(shè)計的標準,端印后LTCC濾波器導(dǎo)通率是可以得到保證的。
為了提高LTCC濾波器端口的導(dǎo)通率,首先需要提高中間導(dǎo)體層的露出端頭厚度。
常用的LTCC濾波器一共有12層結(jié)構(gòu),LTCC濾波器(未側(cè)?。┙孛媸疽鈭D如圖1所示,表面Top層1和背面Bot層2作為接地層,采用Pd-Ag進行大面積金屬化。中間第3、5、7、9、11層使用Ag來印刷導(dǎo)體圖形,其中,第3、7、11層導(dǎo)體有引出端通向濾波器的側(cè)壁,引出端為露出端頭,通過側(cè)面印刷導(dǎo)體5來與表面Top層1和背面Bot層2大面積地相連接。
LTCC濾波器的制備方法,其是將生瓷帶經(jīng)過沖孔、填充、導(dǎo)帶印制、疊壓、生瓷劃片后進行燒結(jié)處理,所述導(dǎo)帶印制具體包括以下步驟:
(1)中間導(dǎo)體層印刷時,帶有露出端頭的中間導(dǎo)體層采用的網(wǎng)版乳膠厚度相對無露出端頭的中間導(dǎo)體層所采用網(wǎng)版乳膠提高50-70%;
(2)在步驟(1)之后,進行烘干處理,溫度為50℃,時間為15min;
(3)在步驟(1)中帶有露出端頭的中間導(dǎo)體層的露出端頭一側(cè)印刷一層加印導(dǎo)體層,采用的網(wǎng)版乳膠厚度為14-16μm,加印導(dǎo)體層的寬度為400-600μm;
(4)進行疊壓和燒結(jié)工序后,露出端的導(dǎo)體厚度為8-12μm。
LTCC濾波器包括陶瓷體層3,所述陶瓷體層3之間印刷有中間導(dǎo)體層,中間導(dǎo)體層包括帶有露出端頭的中間導(dǎo)體層31和無露出端頭的中間導(dǎo)體層32,帶有露出端頭的中間導(dǎo)體層31采用的網(wǎng)版乳膠厚度相對無露出端頭的中間導(dǎo)體層所采用網(wǎng)版乳膠提高50-70%,帶有露出端頭的中間導(dǎo)體層31厚度為8-10μm,露出端頭311的一側(cè)還印刷一層加印導(dǎo)體層4,所述加印導(dǎo)體層的厚度為4-6μm,寬度為400-600μm,加印之后露出端導(dǎo)體層厚度可以達到8~12μm。所述無露出端頭的中間導(dǎo)體層32的厚度為8μm。所述中間導(dǎo)體層和加印導(dǎo)體層4均采用銀制備而成。
中間導(dǎo)體層包括帶有露出端頭的中間導(dǎo)體層31和無露出端頭的中間導(dǎo)體層32,帶有露出端頭的中間導(dǎo)體層31采用的網(wǎng)版乳膠厚度相對無露出端頭的中間導(dǎo)體層32所采用網(wǎng)版乳膠提高50-70%,帶有露出端頭的中間導(dǎo)體層的露出端頭的一側(cè)還印刷一層加印導(dǎo)體層4,加印導(dǎo)體層4采用的網(wǎng)版乳膠厚度為14-16μm,寬度為400-600μm,疊壓和燒結(jié)后的露出端導(dǎo)體層厚度為8~12μm。
改進后的LTCC濾波器與采用原技術(shù)生產(chǎn)出來的LTCC濾波器相比,有兩個方面的優(yōu)勢:一、產(chǎn)品合格率得到大幅度提升,從原來的50%提高到改進之后的97%,二、大幅降低了成本。
濾波器的微波性能以及各項指標的一致性得到大幅改善:該型號濾波器中心頻率為f0=3GHz;改進前:插入損耗4dB,帶寬50MHz,駐波比為3;改進后:插入損耗2dB,帶寬200MHz,駐波比為1.5。