采用PCTF技術(shù)降低微波/射頻器件成本
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時(shí)間：2008-09-16
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
常見(jiàn)的陶瓷封裝制作方法有：共燒陶瓷工藝，厚膜、薄膜工藝。共燒陶瓷工藝適合大規(guī)模生產(chǎn)；對(duì)于中小批量生產(chǎn)，以及一些客戶(hù)定制的產(chǎn)品，通常采用厚膜、薄膜工藝。盡管上述的幾種工藝都很成熟可靠，但是其成本、工藝難以控制，而且對(duì)表面貼裝技術(shù)有所限制。Remtec公司發(fā)明的鍍銅厚膜PCTF(Plated Copper on Thick Film)技術(shù)可以解決上述問(wèn)題，可以生產(chǎn)高性能SMT器件，并且經(jīng)濟(jì)、可靠，適用于中小批量生產(chǎn)(每年幾千----每月十萬(wàn)左右的產(chǎn)能)
PCTF技術(shù)是一種可行的、經(jīng)濟(jì)的射頻器件封裝方案，可以降低生產(chǎn)成本，并可有效加快投入市場(chǎng)的速度。該技術(shù)具有穩(wěn)定的電學(xué)特性、良好的散熱性能以及很高的可靠性。PCTF技術(shù)允許直接將大塊的陶瓷封裝或襯底固定在微波PCB板上，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)的焊接，還可支持大面板、多陣列的封裝形式?；赑CTF技術(shù)的封裝或襯底適用的頻率范圍是100MHz至24GHz，該技術(shù)特別適合需要低熱阻(1到2°C/W 或更低)的應(yīng)用。
采用無(wú)引腳的陶瓷SMT技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)很多，采用PCTB技術(shù)制造陶瓷SMT封裝，陶瓷襯底始終是無(wú)引腳SMT封裝的基底，上面覆蓋一層環(huán)氧材料的覆蓋層，或者使用金屬環(huán)型框架/蓋板形成氣密的腔體(圖1),。采用在種子層(seed layer)上鍍銅，最后鍍鎳-金層，實(shí)現(xiàn)襯底的金屬化。因此該封裝可以承受多次焊接以及+400°C的高溫。該方案還支持標(biāo)準(zhǔn)裝配技術(shù)，例如高溫合金芯片粘合、環(huán)氧材料粘合、BGA(ball-grid-array)封裝、倒扣封裝以及ribbon鍵合技術(shù)。PCTF封裝還可以采用無(wú)磁性材料，適用于核磁共振成像MRI(magnetic-resonance-imaging)系統(tǒng)等無(wú)磁應(yīng)用。
PCTF工藝還可增強(qiáng)器件的可靠性，由于采用了銅鍍層的覆蓋物，大型的無(wú)引腳SMT器件，通過(guò)可靠的焊接可以直接裝在PCB板上。典型的封裝尺寸為0.16平方英寸到1.00平方英寸。器件通常采用4.5×4.5英寸的多組包裝。其元件組裝、芯片粘合、鍵合甚至測(cè)試、包裝等流程可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化。
陶瓷的襯底陣列具有切割孔(激光切割)，可以簡(jiǎn)化分割過(guò)程。如有需要還可以使用切割機(jī)替代激光。能在較大的面板上處理并提供封裝，是PCTF能降低成本的一個(gè)主要原因。能在PCB板上直接焊接大型(大于0.5英寸)無(wú)引腳陶瓷封裝器件，是PCTF的另一項(xiàng)獨(dú)有特點(diǎn)，并且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的考驗(yàn)。該技術(shù)可以在PCB板上安裝大型的SMT射頻器件(甚至是氣密型的)。另一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)時(shí)，該技術(shù)具有很好的可焊接性，可以承受滿(mǎn)足RoHS要求的、多次、長(zhǎng)時(shí)間的焊接操作，并且保證封裝的完整性和可靠性。
全氣密以及不氣密SMT器件在客戶(hù)提出的各項(xiàng)認(rèn)證測(cè)試中，表現(xiàn)出高度的可靠性，并通過(guò)各項(xiàng)測(cè)試。在這些測(cè)試中，PCTF器件經(jīng)受了機(jī)械沖擊、極度高低溫環(huán)境、以解其他各項(xiàng)嚴(yán)格的考驗(yàn)。測(cè)試結(jié)果表明該封裝技術(shù)可以保證客戶(hù)產(chǎn)品在各種熱學(xué)、機(jī)械沖擊下，都能正常工作。上述測(cè)試都是在高頻PCB板上直接安裝SMT器件的條件下完成的。測(cè)試的結(jié)果在表1中。
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