tlcc低溫共燒陶瓷技術

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1、1?LTCC產(chǎn)業(yè)概況　　隨著微電子信息技術的迅猛發(fā)展，電子整機在小型化、便攜式、多功能、數(shù)字化及高可靠性、高性能方面的需求，對元器件的小型化、集成化以至模塊化要求愈來愈迫切。?有人曾夸張地預言，以后的電子工業(yè)將簡化為裝配工業(yè)——把各種功能模塊組裝在一起即可。低溫共燒陶瓷技術（low?temperature?cofired?ceramic?LTCC）是近年來興起的一種相當令人矚目的多學科交叉的整合組件技術,以其優(yōu)異的電子、機械、熱力特性已成為未來電子元件集成化、模組化的首選方式，廣泛用于基板、封裝及微波器件等領域。TEK

2、的調查資料顯示，2004～2007年間全球LTCC市場產(chǎn)值呈現(xiàn)快速成長趨勢。表1給出過去幾年全球LTCC市場產(chǎn)值增長情況。表1?過去幾年全球LTCC市場產(chǎn)值增長情況　　LTCC技術最早由美國開始發(fā)展，初期應用于軍用產(chǎn)品，后來歐洲廠商將其引入車用市場，而后再由日本廠商將其應用于資訊產(chǎn)品中。目前，LTCC材料在日本、美國等發(fā)達國家已進入產(chǎn)業(yè)化、系列化和可進行材料設計的階段[1]。在全球LTCC市場占有率九大廠商之中，日商有Murata,Kyocera,TDK和Taiyo?Yuden;美商有CTS，歐洲商有Bosch，?CM

3、AC，Epcos及Sorep-Erulec等。國外廠商由于投入已久，在產(chǎn)品質量，專利技術、材料掌控及規(guī)格主導權等均占有領先優(yōu)勢。圖1給出全球LTCC廠商市場占有情況。而國內LTCC產(chǎn)品的開發(fā)比國外發(fā)達國家至少落后五年，擁有自主知識產(chǎn)權的材料體系和器件幾乎是空白。國內目前LTCC陶瓷材料基本有兩個來源：一是購買國外陶瓷生帶；二是LTCC生產(chǎn)廠從陶瓷材料到生帶自己開發(fā)。隨著未來LTCC制品市場中運用LTCC制作的組件數(shù)目逐漸被LTCC模塊與基板所取代，終端產(chǎn)品產(chǎn)能過剩，價格和成本競爭日趨激烈，元器件的國產(chǎn)化必將提上議事日程

4、，這為國內LTCC產(chǎn)品的發(fā)展提供了良好的市場契機。中國在LTCC市場占據(jù)一定份額的是疊層式電感器和電容器生磁帶。目前，清華大學材料系、上海硅酸鹽研究所等單位正在實驗室開發(fā)LTCC用陶瓷粉料，但還尚未到批量生產(chǎn)的程度。南玻電子公司正在用進口粉料，開發(fā)出介電常數(shù)為9.1、18.0和37.4的三種生帶，厚度從10μm到100μm，生帶厚度系列化，為不同設計、不同工作頻率的LTCC產(chǎn)品的開發(fā)奠定了基礎。國內現(xiàn)在急需開發(fā)出系列化的、擁有自主知識產(chǎn)權的LTCC?瓷粉料，并專業(yè)化生產(chǎn)LTCC用陶瓷生帶系列，為LTCC產(chǎn)業(yè)的開發(fā)奠定基

5、礎。?2?LTCC的技術特點　　LTCC技術是于1982年休斯公司開發(fā)的新型材料技術，是將低溫燒結陶瓷粉制成厚度精確而且致密的生瓷帶，在生瓷帶上利用激光打孔、微孔注漿、精密導體漿料印刷等工藝制出所需要的電路圖形，并將多個被動組件（如低容值電容、電阻、濾波器、阻抗轉換器、耦合器等）埋入多層陶瓷基板中，然后疊壓在一起，內外電極可分別使用銀、銅、金等金屬，在900℃下燒結，制成三維空間互不干擾的高密度電路，也可制成內置無源元件的三維電路基板，在其表面可以貼裝IC和有源器件，制成無源/有源集成的功能模塊，可進一步將電路小型化與

6、高密度化，特別適合用于高頻通訊用組件。?　　LTCC工藝流程見圖1。圖2為典型的LTCC基板示意圖，由此可知，采用LTCC工藝制作的基板具有可實現(xiàn)IC芯片封裝、內埋置無源元件及高密度電路組裝的功能。圖1?LTCC工藝流程圖?圖?2?LTCC基板　　與其它集成技術相比，LTCC具有以下特點[2-5]：?1）根據(jù)配料的不同，LTCC材料的介電常數(shù)可以在很大范圍內變動，增加了電路設計的靈活性；2）陶瓷材料具有優(yōu)良的高頻、高Q特性和高速傳輸特性；3)使用高電導率的金屬材料作為導體材料，有利于提高電路系統(tǒng)的品質因數(shù)；4）制作層數(shù)

7、很高的電路基板，易于形成多種結構的空腔，內埋置元器件，免除了封裝組件的成本，減少連接芯片導體的長度與接點數(shù),并可制作線寬小于50μm的細線結構電路，實現(xiàn)更多布線層數(shù)，能集成的元件種類多，參量范圍大，易于實現(xiàn)多功能化和提高組裝密度；5)可適應大電流及耐高溫特性要求，具有良好的溫度特性，如較小的熱膨脹系數(shù)，較小的介電常數(shù)穩(wěn)定系數(shù)。LTCC基板材料的熱導率是有機疊層板的20倍，故可簡化熱設計，明顯提高電路的壽命和可靠性；6)與薄膜多層布線技術具有良好的兼容性，二者結合可實現(xiàn)更高組裝密度和更好性能的混合多層基板和混合型多芯片組

8、件；7）易于實現(xiàn)多層布線與封裝一體化結構，進一步減小體積和重量，提高可靠性、耐高溫、高濕、沖振，可以應用于惡劣環(huán)境；8)非連續(xù)式的生產(chǎn)工藝，便于基板燒成前對每一層布線和互連通孔進行質量檢查，有利于提高多層基板的成品率和質量，縮短生產(chǎn)周期，降低成本。表1給出集成電路中常用的幾種基板性能比較?！　TCC技術由于自身具有的獨特優(yōu)點，在