LTCC技术综述 1LTCC概述 11LTCC性能特点 低温共烧 .DOC

第一部分 LTCC技术 1.1 LTCC概述 1.1.1 LTCC性能特点 低温共烧陶瓷（Low Temperature Co-fired Ceramics，LTCC）是1982年由美国休斯公司开发的新型材料技术。它采用低温烧结料（800℃～900℃）根据预先设计的结构，通过流延成生瓷带金属化布线和通孔金属化将电极材料、基板、电子器件等叠片一次性烧成多层互连基板，IC和有源器件，制成无源/有源集成的功能模块。是一种用于实现高集成度、高性能的电子封装技术[1]。[5]。因LTCC多层基板技术，能将部分无源元件集成到基板中，有利于系统的小型化，提高了电路的组装密度和系统的可靠性。 与其它集成技术相比，LTCC具有以下几个特点： （1）多层互连，提高了模块可靠性，减少了体积；内埋无源元件，提高电路的组装密度；一次烧结成型，印制精度高，多层基板生瓷带可进行逐步检查，有利于生产效率提高，降低成本，适应批量生产。 （2）LTCC基板材料，介电常数较小（一般ε≤10），有非常优良的高频特性。 （3）适应大电流及耐高温要求，比普通PCB电路基板具有优良的热传导性。 （4）具有较好的温度特性，如较小的热膨胀系数（CTE），较小的共振频率温度系数(τ)，是多芯片组装MCM首选多层基板，可以制做多达几十层电路基板。 （5）可以制作细线结构，线宽/间距可达100μm~200μm，甚至可达50μm。 （6）可以直接作为 VLSI、LSI、IC的封装基板。LTCC应用领域 LTCC在许领域，特别是无线通讯领域，有着非常重要的作用[-3]。目前LTCC技术已经进入更新的应用阶段包括无线区域网络、地面数位广播、全球定位系统接收器组件、数位信号处理器和记忆体等及其他电源供应组件甚至是数位电路组件基板。此外LTCC组件因其结构紧凑高耐热和耐冲击性目前在军工和航天设备中广泛应用预计未在汽车电子系统上的应用也会非常普遍TEK调查资料显示,2004～2007年间全球LTCC市场产值呈现快速成长趋势。给出过去几年全球LTCC市场产值增长情况。过去几年全球LTCC市场产值增长情况应用LTCC技术，可生产滤波器、巴伦、耦合器、电磁干扰(EMI )滤波器 、天线、压控振荡器(VCO) 、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、隔离器、天线开关模块(ASM)、接收模块(RX Module)、发射模块(TX Module) 、双工器+功率放大器模块(PA Module)、前端模块(Front end Module)等产品。 LTCC发展方向 近年来，LTCC技术已发展成为令人瞩目的多学科交叉整合组件技术，涉及电路设计、材料科学、微波技术等广泛的领域，是无源集成的主流技术。但是LTCC基板的生产成本较 PCB电路基板和厚膜电路基板高，这主要是因为现有的技术产业规模不够大，致使原料成本居高不下，若产业规模逐渐扩大，LTCC的成本必将大幅下降。目前从国际看，LTCC近年发展很快，制造成本逐年下降，产品已大量商品化，产值迅速提升，因为有充足的材料供应商和设备、仪器制造商。从国内看，LTCC运用逐年增多，但成本较高，要大大降低成本，必须发展自己的材料、设备、仪器制造商，这一领域有很大发展机遇[1-3]。 研究能与银或铜低温共烧且适合于高频使用的微波介质陶瓷材料是今后的发展方向之一。LTCC 技术是四大无源器件（电感L、电阻 R、变压器 T、电容 C）和有源器件（晶体管、IC电路模块、功率 MOS）集成在一起的混合集成技术。在价格性能比的推动下，LTCC 技术的应用领域已经非常广泛，这也给LTCC材料的发展和应用提供了机会。而且自从 90 年代以来，几乎所有的大型高性能系统、超级计算机都用到了LTCC 材料。 纵观国外微组装及 LTCC基板制造技术的发展轨迹和现状，以传统厚膜工艺为主导的基板制造技术，与半导体簿膜工艺有机结合即混合基板制造技术成为一大方向。国际先进混合多层基板制造技术，能实现更高布线密度，厚膜最小线宽/线间25μm/25μm，薄膜最小线宽/线间10μm/20μm，更多层数厚膜100层，薄膜10层的混合基板制造。我国微组装 LTCC基板制造技术与国际先进水平差距明显 ,正不断面临需求和技术新挑战。研究宽范围介电常数、具有良好热机械性能、良好微波特性的介质材料，开发拥有自主知识产权的新用途、新结构、新功能、新器件，研究无源器件埋置集成、各种腔体制作3D封装等先进低温烧结新工艺、新设备及大生产技术，以不断满足我国微电子信息技术进步需求成为行业共识。 1.1.4 LTCC存在问题 为了满足人们对该类材料的需求，低温共烧陶瓷得到很大的发展，但是目 前的体系仍不能令人满意，主要存在的问题：（1）在体系选择和性能提高等方面，主要是以大量的实验结果进行经验总结为基础，缺乏有效的理论指导，对材料