第三章-片式叠层滤波器

片式叠层滤波器

LTCC

微波毫米波组件生产线

1．片式叠层滤波器

低温共烧技术——由于采用较低熔点的金属为电极材料如银的熔点940℃，所以片式滤波器的原料必须采用适合低温烧结（900℃以下）的铁氧体材料与陶瓷材料。一般片式滤波器包含片式电容器及片式电感器两个部分，在烧结时必需控制共烧，还必须调整铁氧体和陶瓷材料的收缩率，使其相同或非常接近，否则将导致样品开裂不能形成器件，因此材料技术是最关键的技术。

2、微波毫米波LTCC技术

微波集成电路（ＭＭＩＣ）和收/发（Ｔ/Ｒ）组件在民用、军用雷达和通讯系统中的广泛应用迫切需要采用重量轻、体积小（尤其受到天线网格间距的限制）、成本低和可靠性高的微波多芯片组件（ＭＭＣＭ）技术。低温共烧陶瓷（ＬＴＣＣ）是实现ＭＭＣＭ的一种理想的组装技术，它提供了比传统的厚膜、薄膜和高温共烧陶瓷（ＨＴＣＣ）技术更加灵活的设计方法采用微波传输线（如微带线、带状线和共面波导）、逻辑控制线和电源线的混合信号设计可以将它们组合在同一个ＬＴＣＣ三维微波传输结构中；采用带状线和中间接地屏蔽层还可以改善收发通道间的隔离度。LTCC组件是由许多层0.1-0.15ｍｍ厚、上面印刷有传输线的生胚陶瓷片组成，这种材料的介电常数适中（4<εｒ<8）可设计出较宽的微波传输线，因此其导体损耗比在硅（Si）、砷化镓（GaAs和）陶瓷上的微波传输线更低。而且这种材料的损耗角在10ＧＨz频率下约为0.002，产生的介质损耗也较低。

3．Keko设备的先进性

KEKO公司的设备是目前国际上非常先进的工艺设备。先进性不仅体现在全自动化、智能化、操控方便、精度高、可靠性高等方面，而且在国际上也享有声誉：日本村田公司、TDK公司、三菱公司及韩国三星、美国GE公司等也进口该公司的设备进行片式叠层滤波器大规模的批量生产。不但可以进行片式叠层滤波器的生产，而且该生产线与LTCC工艺完全兼容，可以进行微波毫米波MCM、组件的生产。

1.全自动薄膜流延机3.全自动丝网印刷设备2.保护膜制作设备4.全自动LTCC叠膜机5.等静压设备8.全自动编制设备

7.全自动封端设备6.全自动切割设备主要特点是：（1）

专为中小型投资规模而设计（2）完善的售后服务确保生产不会受到影响；（3）设备全自动化,符合先进生产要求（4）价格优惠，几与台湾及南韩设备售价同级，但质量优越得多；（5）国内已有十余家科研单位和企业使用，享有良好声誉；（6）可提供整线配套设备，使用户不用因使用不同设备所造成的不协调生产而忧虑；（7）Keko公司也是片式组件生产制造商，在此有丰富的经验和认识，故对设备的要求更能掌握；（8）设备实用，精度高，灵活性大；（9）所有设备之关键部件均从日本或德国进口，确保质量满足顾客需求；（10）30余年的生产经验，可协助用户解决生产难题。二、整体生产线及工艺流程

介绍

1、生产线主要设备简介

1.混料及球磨KekoLJM-1

11.排胶(排胶炉)2.流延KekoCAM-M1

12.烧结(烧结炉)3.裁切KekoSC-1

13.倒角KekoBL-64.打孔KekoPAM-4S

14.封端(封端机)5.填孔KekoP-200AVF

15.烧银(烧银炉)6.丝印KekoP-200A

16.抽检7.迭片KekoIS-3A

17.电镀(全自动电镀系统)8.烘巴(干燥炉)

18.分选及测试9.等静压KekoILS-6A

19.编带KekoCTM-1210.切割KekoCM-14

2、工艺流程简介

（1）混料及球磨球磨是把介质陶瓷或铁氧体及多种化工材料加上氧化锆球一同磨成生产片式迭层元器件之浆料。首先是要把所有材料和氧化锆球放进球磨罐内，然后在球磨机设定所需的时间和速度，再用KEKOLJM-1消泡机消除浆料的泡沫，保证流延的质量。

（2）流延

KEKOCAM-M1薄膜流延机特别为专业需要而设，浆料从盛料罐泵到浆料控制感应器，配备浆料流量控制系统的流延头会因应浆料厚度而控制浆料多寡，送料系统是运用空气或氮气泵出浆料。如配备接触式屏幕，附在载膜上的浆料在预设程序的干燥条件下成形。最后由回收卷筒卷起收集，回收系统设有载膜校正机制，保证回收时载膜不会偏移。

（3）裁切

KekoSC-1可将流延的膜带分割成独立的膜片，同时将膜片打上对位孔，方便印刷及放片对位。

（4）

打孔打孔是采用KekoPAM-4S机械打孔机。此设备能将读取dxf图档案的资料并转化为打孔资料资料，毋须经过资料转换，方便可靠。（5）

填孔填孔是采用KekoP-200AVF，将膜片上刚打出的孔填上银浆。

（6）

丝印

KekoP-200丝印机可精确丝印各种电子被动组件之产品图案，设有步进马达可调校(X,Y角度)丝印台位置及脱网距离。配合计算机控制自动对位系统，可精确地印出丝网上的细致图案，这些图案是根据滤波器等效电路里的电容量而决定的。

（7）

迭片

KekoIS-3A全自动迭层机可因应编程将在分配仓的膜片全自动依次取放到压台上，减低人为误送的机会，然后每次一张膜片会送进迭层机里进行迭膜。迭膜后将载体胶片自动除去，安全快捷可靠。

（8）烘巴将巴块内水份挥发，避免剩余的少量水气影响烧结表现。

（9）

等静压等静压是现今片式组件生产商一致采用的设备，以热水在高压的环境中把巴块全方位加以压好，平均的压力是非传统热压机可代替。巴块首先放进胶袋里经过抽真空，之后就放进等静压机利用水的平均压力和巴块里的张力将巴块压好。

（10）

切割

KekoCM-14全自动高精度附带计算机的对位切割机，为各大小片式组件生产商之首要选择。操作时首先用双面胶纸把巴坯贴在薄纸上及利用真空吸力把薄纸与巴坯固定在切割台上，这样就可以防止在切割时移位。自动对位系统将在印制内电极时一同印上之切割标记对齐及用计算机自动算出点距并开始横向切割，完成后切割台会自动转向90度，对齐切割点并开始纵向切割直至切好为止，另外，可以设定每一次自动对位切割的次数，这个设定按不同切割的精度需要而定。

（11）

排胶(BLUE-M246型号)

排胶是利用热力把在巴块内过多的粘合剂及化工材料挥发出来，以免影响产品之特性。只需将巴块放进排胶炉的合金层板上，把温度曲线输入控制器便完成。

（12）

烧结(NABERTHERMN-100型号)

把已切好的片式元器件放在氧化锆砵匣内，把氧化锆砵匣迭起放进炉内之层板上并留下空间作对流之用。最后从计算机输入烧成曲线便可自动控制烧结程序，不同的物料烧结所需的时间和温度会有所不同，在计算机自动控制下可以得理想效果。

（13）

倒角倒角是把金刚沙及已烧成的独石体片式元器件放进球磨罐内研磨大约半小时，将片式组件之四角及边缘磨圆，令电极露出方便封端。（14）

封端(ESI325型号及725B型号)

封端是把银浆等涂在片式元器件两端。先将片式元器件放到漏斗型的振盘，设备会将片式元器件振到特制的橡胶排小孔上，再由压台把片式电感压进小孔，只凸出片式元器件之端头。将端头置入银浆内，再送进干燥炉烘干。重复以上工序把另一边端头封上银浆。以上程序全由计算机控制所需精度，操作简单容易。

（15）烧银烧银的目的是把封端后的银浆固化。只需把已封端的片式元器件放在氧化锆砵匣内，再放进烧银炉以550℃至600℃烧1.5-2小时便完成。（16）

抽检为保证产品之质量能符合以后工序的要求，用高精度的测试仪器抽检是必须的，产品必须符合EIA和IEC的验收标准。

（17）

电镀电镀是以全自动方式把已封上银浆之片式元器件的端头经两种不同金属加以处理，两种金属分别为Ni，Sn(镍和锡)，锡是使片式元器件容易焊接在线路板上，由于银和锡附着力不良和出现抗斥情况，所以两者之间有一层镍隔离。只需把片式元器件放进振筛，经过载有溶液的处理缸进行电镀的过