III. 低雜訊放大器電路之模擬
3.6 模組整合與電路佈局
前述的討論中，包含了第一中頻濾波器、低雜訊放大器與表面聲波濾波器等 各個不同電路方塊的設計與應用，但是要將這些電路整合於一個模組當中，仍需 透過良好的電路佈局，才能夠在有限的電路面積中置入所有的元件。圖 3-54 為 完整 LTCC 模組內埋電路的佈局設計，圖 3-55 則是封裝模組表面完整的電路佈 局與接腳位置圖，所有外接腳位的功用均說明於圖 3-56 中。
圖 3-54 與圖 3-55 內埋電路與表面元件的配合，整合而成一全球定位系統封 裝模組設計，整個模組共使了 14 層的低溫共燒陶瓷材料，總高度為0.77mm，面 積尺寸11.5mm×11.5mm。
表 3-1 LTCC 各製程步驟詳細內容
步驟 實際做法
1.陶瓷生胚製造
將陶瓷粉體均勻地分散於有機載體中，接著將假塑性流變行為的漿 料，透過刮刀將其均勻塗佈於承載膜之上，再由乾燥過程讓溶劑揮 發，並使粉體進行堆積，然後藉著黏結劑的作用，使上述粉體能夠 聚集在一起，進而形成有足夠強度的生胚薄片。
2.預燒 將陶瓷生胚以 120℃的溫度進行烘烤，時間約三十分鐘，固定 成型 後，將其切割成邊長四至八英吋的正方形，並作為後續加工用。
3.通孔
主要工作為形成導通孔及工具孔。利用衝孔、鑽孔或雷射成孔等方 式，在陶瓷生胚上做出 5 至 8mil 的導通孔，使各層線路間得以上下 互連導通，並可同時做出無須導通只作為壓合對準的工具孔。
4.填孔
主要工作為完成層與層之間的電路導通，實際做法為將通孔內充填 金屬導體，而目前充填的方式主要有網版印刷充填通孔與擠壓充填 通孔兩種方式。
5.網版印刷
主要工作為形成元件內部電路佈局圖形，透過網版印刷的方式，在 之前的陶瓷生胚上印出所需導體圖形，一般會使用到兩台不同精度 的網版印刷機進行作業，以適應不同元件在電路精度方面的需求。
6.照準與堆疊
在此步驟中，開始進行積層化的動作，將每片已完成填孔與電路印 刷的陶瓷生胚，透過堆疊機將個別的生胚薄片予以對準及堆疊。一 般而言，廠商在大量化生產作業時，每片基板在此步驟之前的各項 製程均採同時進行的方式製作，直到此步驟才開始進行整合。
7.加壓與切割
藉由溫度約 70 至 80℃與壓力為 3,000psi 的環境下，使各個陶瓷基 板柔軟並初步黏著成單一組合體，並透過水壓或機械壓合等方式進 行壓合。待壓合完成後，將已堆疊的組合體進行切割，便形成獨立 模組的 LTCC 小塊。
8.共燒
共燒製程的主要工作是將陶瓷粉體燒結反應成塊狀，並在此時決定 整個陶瓷元件的特性。第一段燒結通常在 300 至 500℃，目的在於 將陶瓷生胚中的有機物分解燒除，約費時六十分鐘。接著再提高溫 度到 850 至 900℃，並保持約十至三十分鐘的燒結反應歷程。
9.後段製程 完成共燒製程後，便是一連串後段製程，包括電阻與電導的再燒 結、SMT 製程、線路後製以及 LTCC 的檢測工作等。
圖 3-1 各種基板材料於不同頻率下的損失關係圖[3]
圖 3-2 低溫共燒陶瓷 GSM/DCS/PCS 三頻前端接收模組[6]
(a) 射頻前端模組架構圖
(b) 三維立體示意圖
圖 3-3 低溫共燒陶瓷 2.4GHz 射頻前端模組 [7]
Filter1
LNA Filter2
LO1 LO2
IF1 IF2
RFIN 1520 /1600
÷
PLL Loop Filter
1st IF-Filter 20.46MHz 1520 /1600
÷ 1520 /1600
÷
PLL Loop Filter
1st IF-Filter 20.46MHz
圖 3-6 射頻前端接收積體電路[10]