专题八：低温共烧陶瓷技术及器件.pdfVIP

专题八:低温共烧陶瓷(LTCC)技术及元(器)件  LTCC产业概况  LTCC技术特点  LTCC技术对材料要求  LTCC材料介绍  LTCC制造工艺  LTCC元件  LTCC组件及应用 LTCC产业概况  随着微电子信息技术的迅猛发展，电子整机在小型化、便携 式、多功能、数字化及高可靠性、高性能方面的需求，相应 推动器件小型化、集成化及模块化要求  低温共烧陶瓷技术(low temperature cofired ceramic ,简称LTCC) 是近年来兴起的一种相当令人瞩目的多学科交叉的整合组件 技术, 以其优异的电子、机械、热力特性已成为未来电子元件 集成化、模组化的首选方式，广泛用于基板、封装及微波器 件等领域  低温共烧陶瓷技术被誉为“十大国际先进陶瓷技术之一” 全球LTCC市场  全球LTCC市场产值呈现快速成长趋势,未来市场表现也将持 续亮丽  LTCC制程目前多用于无线通信产品, 尤以手机、蓝牙及WLAN 应用为主  下游产品多用于无线通信相关的产品线(小型高集成度）  LTCC技术最早由美国开始发展, 最初用于军用产品, 欧洲厂商 将其引入车用市场, 日本厂商将其应用于资讯产品中  目前LTCC材料在日本、美国等发达国家已进入产业化、系列 化阶段  九大厂商: 日商有Murata, Kyocera, TDK和Taiyo Yuden;美商有 CTS, 欧洲商有Bosch, CMAC, Epcos及Sorep‐Erulec等  国外厂商由于投入已久, 在产品 质量, 专利技术、材料掌控及规 格主导权等均占有领先优势  国内LTCC开发比国外发达国家至少落后5~10年, 拥有自主知 识产权的材料体系和器件几乎是空白(2003年前）  随着未来LTCC制品市场中运用LTCC制作的组件数目逐渐被 LTCC模块与基板所取代, 终端产品产能过剩, 价格和成本竞 争日趋激烈, 元器件的国产化必将提上议事日程 （2002年上海召开了第1次LTCC技术交流会）  目前, 浙江大学、清华大学、上海硅酸盐研究所、天津大 学、西北工业大学、中电集团13所、14所、电子43所等科 研单位正在研制开发LTCC材料及器件。 LTCC技术特点 LTCC技术 LTCC集成电路示意图  结合了共烧技术和厚膜技术的优点,所有电路被叠层热压并一 次烧结,有利于生产效率的提高, 降低了成本  可实现无源器件的高度集成, 减少表面安装元件的数量, 提高了 布线密度, 减少了引线连接与焊点的数目, 提高了电路的可靠性  LTCC材料的介电常数可在很大范围内变化, 增加了电路设计的 灵活性。材料具有高Ｑ特性, 保证电路系统高品质因数和低的 信号损失  可适应大电流及耐高温特性要求, 比普通PCB(印制电路基板) 电 路具有优良的热传导性  具有较好的温度特性, 如小膨胀和频率温度系数 LTCC技术对陶瓷材料要求  LTCC技术主要包括设计技术、生磁(瓷)料带技术和混合集成 (制造)技术, 材料性能是关键  LTCC陶瓷材料 －基板材料、封装材料 －微波器件材料  LTCC材料特性与材料种类、组成、颗粒控制等有很大关系 具体要求  介电常数: 2~20000范围内系列化以适用于不同f －3.8~5.9 适用于高速数字电路的设计 －6~80 适用于微波谐振器件和高频线路设计 －＞几千到几万可作为高容性器件集成到多层结构中  介电损耗tanδ小或品质因数Q 值高, 保证优良的选频特性 和降低器件在高频下的插入损耗。对于多层微波器件, 一 般要求Q 1000  烧结温度应控制在1000℃以下, 使用导电率高且熔点较低的 银、铜等低成本金属作为内电极  良好的热稳定性, 要求热膨胀系数(CTE)可以调整到所载芯 片的CTE