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什么是高温共烧陶瓷（HTCC）

高温共烧陶瓷(HTCC)分类、技术指标与应用

1.什么是高温共烧陶瓷（HTCC）

HTCC是指，按电路设计要求，将钨、钼、钼、锰制成的高熔点金属浆料，通过丝网印刷，将电路印制在92~96%氧化铝陶瓷（含4%~8%的烧结助剂）生瓷片上，生瓷片经层压、切割等工序后，在1500至1600°C的高温下共烧结，从而得到多层陶瓷电路板。

HTCC产品，具有耐腐蚀、耐高温、寿命长、高效节能、温度均匀、导热性好、热补偿快等优点，并且不含铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚等，符合欧盟RoHS等环保要求。

由于氧化铝/氮化铝陶瓷的烧成温度高，HTCC不能采用金、银、铜等低熔点金属材料，而必须使用钨、钼、锰等难熔金属材料。但是钨、钼、锰这些材料具有低电导率并引起信号延迟等缺陷，因此不适合用于高速或高频微组装电路的基板。

但是相对于LTCC基板，HTCC基板具有结构强度高、导热性高、化学稳定性好、布线密度高等优点。TCC陶瓷发热板是一种新型的高效环保节能陶瓷发热元件。产品广泛应用于日常生活、工农业技术、军工、通讯、医疗、环保、航空航天等诸多领域。

2.HTCC的分类

在高温共烧陶瓷中，陶瓷材料主要成分为氧化铝或氮化铝。

氧化铝陶瓷技术，是一种相对成熟的微电子封装技术。陶瓷材料由92〜96%氧化铝（4〜8%的烧结助剂）制成，烧结温度1500-1600°C，导体材料为钨和钼等难熔金属，以及钼锰合金。

氮化铝基板的最大优点是热导率高，高于氧化铝一个数量级。

氮化铝基板的缺点是：
（1）布线导体电阻率高，信号传输损耗大;
（2）烧结温度高，能耗高;
（3）介电常数高于低温共烧陶瓷电介质材料;
（4）氮化铝基板与钨、钼等导体共烧后，其导热系数降低;
（5）外导体必须镀镍，以保护其免受氧化，同时增加表面的导电性，并提供能够进行引线键合和焊接元件放置的金属化层。

3.HTCC应用于集成封装

多层布线陶瓷基板与金属外壳、金属密封圈框架、金属底板和连接器等一个或多个金属部件焊接在一起，形成具有一定气密性的陶瓷和金属一体化封装结构。这种结构使得基板不仅作为多层电路互连基板，而且作为封装结构的一部分，焊接盖板后，可以实现多层电路的气密封装。

图1 典型的集成封装产品

4.HTCC产品特点

集成度高、体积小、重量轻、可靠性高。

5. 常见技术指标

外壳材质：铝、硅、可伐合金、钛合金

气密性： ≤ 1 × 10^-3 Pa · cm³/s

焊缝空隙率：≤15%

绝缘电阻：≥ 10¹⁰  Ω（500 V）

驻波比：≤ 1.3

6. 典型产品

微波射频模块（TR，上下转换器，收发器通道），高密度集成元件（SIP电路），光通信元件等。

7. 应用领域

微波射频、电子对抗、光通信、功率器件、计算机等。

图2 产品应用领域（BGA，陶瓷基板+金属外壳，结构）