ltcc材料共烧技术基础研究

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1、LTCC材料共烧技术基础研究张怀武教授8/22/20211LTCC材料共烧技术基础研究LTCC相关概念及技术机理实验数据及讨论实验结果工艺条件掺杂CuO、MnCO3材料双性复合降温掺杂8/22/20212LTCC技术的概念及其分类_概念LTCC技术是一种先进的混合电路封装技术它是将四大无源器件，即变压器（T）、电容器（C）、电感器（L）、电阻器（R）集成，配置于多层布线基板中，与有源器件（如：功率MOS、晶体管、IC电路模块等）共同集成为一完整的电路系统。有效地提高电路的封装密度及系统的可靠性8/22/20213L

2、TCC技术的概念及其分类_概念ThecharacterofThickFilm、LTCC、HTCCtechnology8/22/20214LTCC技术的概念及其分类_概念LTCCsubstratewithintegratedpassivesConstructionoftypicalLTCCmutilayerdeviceConstructionoftypicalLTCCmutilayerdevice8/22/20215LTCC技术的概念及其分类_概念Cross-sectionofLTCCmultilayerdevice

3、showingtheindividualcomponentsthatcanbeintegratedIndividualcomponentsthatcanbeintegratedinLTCC8/22/20216LTCC技术的概念及其分类_概念LTCCINDUCTORLTCCBANDPASSFILTER3DLAYOUTLTCCINDUCTORhavebeenused8/22/20217LTCC技术的概念及其分类_分类LTCC技术的研究设计技术生磁料带技术混合集成技术混合集成生磁料带制造8/22/20218LTCC技术之

4、国内外发展现状ₘ目前实现多达50层、16英寸，应用频率为50MHz～5GHz的LTCC集成电路ₘ日本富士通已研制出61层，245mm的共烧结构ₘ美国IBM公司研制出了66层LTCC基板的多芯片组件8/22/20219LTCC技术之国内外发展现状※仅以对低温共烧片式电感器的需求为例电子产品名称平均单机用量（只）电子产品名称平均单机用量（只）移动电话手持机30笔记本计算机24中文BP机10硬盘驱动器8数字BP机10软盘驱动器6录像机20程控交换机2/线传真机4开关电源4无绳电话12超薄WALKMAN8大屏幕彩电机芯4便

5、携式CD唱机7DVD和VCD12数字电视（机顶盖）40摄录一体机35其他20国内需求情况8/22/202110LTCC技术有待完善的问题收缩率控制问题基板散热问题基板材料的研究※选择合适的掺杂，保证材料的高频特性并轻松降低材料烧结温度※材料与内电极的匹配，及进一步提高品质因素，降低损耗※材料的良好机械性能、化学稳定性等8/22/202111LTCC材料工艺机理及相关理论低温烧结理论铁氧体的固相反应和烧结ZnO＋Fe2O3高温ZnFe2O4NiO＋Fe2O3高温NiFe2O4烧结的传质机理粘滞流动塑性流动表面扩散体扩

6、散8/22/202112LTCC材料工艺机理及相关理论晶粒边界在烧结中的作用烧结中原子与空隙流降温机理引入低熔点物质或能与材料中某些成分形成低共熔物的添加剂引入某些异价离子或配合适当气氛使用超细颗粒法低温烧结理论8/22/202113LTCC材料工艺机理及相关理论晶化动力学理论铁氧体多晶成长过程（a）烧结初期（b）孪晶（c）晶粒吞并（d）晶粒生长停止（e）最终密度8/22/202114LTCC材料工艺机理及相关理论技术公式初始磁导率μi与截止频率fr的关系公式中：μi——初始磁导率fr——截止频率μ0——真空磁导率

7、Ms——饱和磁化强度δ——畴壁厚度D——晶粒平均尺寸γ——旋磁比以磁畴转动为磁化机制的尖晶石铁氧体软磁铁氧体以畴壁的移动为磁化机制8/22/202115LTCC材料工艺机理及相关理论技术公式初始磁导率μi铁氧体磁芯及其等效电路电感量L及表征磁损耗的等效电阻R分别与磁导率的实部μ′和虚部μ″成正比公式中：r1——环形样品的内径(m)r2——环形样品的外径（m）N——线圈匝数L——环形样品有效磁路长度（m）ω——工作角频率（rad/s）A——环形样品的横截面积（m2）8/22/202116LTCC材料工艺机理及相关理论

8、磁滞现象分析模型——Preisach理论由磁场H引起的磁通密度BB==-S为（α，β）平面上Hsat≥α≥β≥-Hsat的矩形区域8/22/202117LTCC材料工艺机理及相关理论当磁性材料从初始状态（未磁化）到刚被磁化时，磁通密度Bi=-T()==差分电感：磁滞损耗Pd磁滞现象分析模型——Preisach理论8/22/202118LTCC材料工艺机理及相