LTCC技术在移动通信领域的应用.pdf

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1、万方数据第2卷，第3I∞电子与封装总第5期、。I2，№3ELECIRoNICS＆PACKAGrNG2002年6月4m“Hm““““‘≈产品、应用、市场#十"""”1fW”H十LTCC技术在移动通信领域的应用王传声叶天培王正义(华东微电子技术研究所，安徽台肥230031)摘要：本文主要介绍了L1℃C技术的市场背景、特点、技术性能优势和在移动通信领域中的应用情况。关键词：I』【℃技术；PwB；移动通信中图分类号：TN929·53文献标识码：Al引言在过去的几年中，移动通信产业发展迅猛，特别是移动电话(手机)，寻呼机等个人通信系统等。仅移动电话的生

2、产产量就增加了20倍，出厂价格下降．775％，(几年前为1000美元，现在只有100美元)。而重最只有原来的十分之一。移动通信产品的主要特点是：大批量、封装小型化、高密度互连、低成本、重量轻和低功耗等。在技术上已从模拟电路向数字电路转化。在功能上逐渐趋向商务化、个人化和电脑化。因此要求存储器，微处理器要有足够的内存容量，还要求更进一步的系统集成技术以及降低功耗、小型化和便携化。NEMI(美国国家电子生产发展计划)也认为移动通信产业的增长是将电路互连、封装密度和元器件微型化推向其极限的驱动力。所谓IT(：c技术，即是低温共烧多层陶瓷基板制造技术

3、。它首先将玻璃。陶瓷生瓷片制成一定尺寸，然后冲通孔、印刷电路、叠压、最后烧成，从而形成单块陶瓷多层电路基板。LTCC技术具有以下特点：(1)高层数(>50层)；(2)高密度；(3)高导电率导体；(4)热不敏感性；(5)气密性；收稿日期：2002—05—15(6)可制作空腔；(7)非常规形状集成封装(8)优异的高频特性。图l一种典型无线通信接收机前端部分的成本驱动力I』cc技术是八十年代中期国际上推出的多层基板制造技术。经过十几年的开发和应用，其技术日臻成熟和完善。在军事、航天、航空、电子、计算机、汽车电子、医疗电子等领域，ITOC技术已经获得

4、了极其成功的应用。2市场背景我国移动通信业务发展迅猛，一日千里。移动通信已经成为电信领域新的经济增长点，并且逐步成为通信行业的支柱业务。目前，全世界手机拥有量已达到67亿用户，我万方数据电子与封装国电信市场规模在全球已经跃居第二。截止2001年12月，我国移动电话用户总数已达到一亿，占全球用户市场的36％。预计2004年将超过2亿用户，成为世界第一大用户国。因此，我国移动通信产业“十五”期间将进入高速发展时期，也是配套元器件本地化开发生产的大好时期。巨大的市场需求蕴含着无限的商机。据预测，2002年全球有关移动通信的1．1℃c电路和元件市场规

5、模约为20至30亿美元。1998年移动通信制造商销售收入(包括终端和基础设施)见表l。图1示出一种典型元线通汛接收机前端部分的成本驱动力。表l世界主要移动通信设备制造商概况移动通信设备收入对外销售序号制造商(总部)亿美元变化率总销售额的电信销售额的％(1998)(1997～1998)％(1998)1摩托罗拉(美国)1790％61％59％2诺基亚(芬兰)14759％94％3爱立信(瑞典)1455％64％95％4郎讯(美国)43一6％14％16％26％5N0rtel(加拿大)378％2I％22％36％6NEC(日本)37一3％、9％29％5％7Q

6、Llal∞mm(美国)3360％100％34％8松下(日本)3116％5％17％51％9西门子(德国，3010％4％18％69％10阿尔卡特(法国)2730％11％13％83％合计7lO14％23％39％＼54％资料来源：ITu(国际电信联盟)3PWB的局限性目前，移动通信通常采用PwB(印刷线路板)进行电路互连和封装。由于受到FR、4环氧板本身性能的限制，PwB在技术上存在一系列的局限性。具体表现如下：(1)热稳定性差，热膨胀系数大于20ppm／℃；(2)潮湿的环境下稳定性差，易吸潮；(3)介质损耗高，微波元件性能和电池使用寿命比较低；(4

7、)高频特性不理想；(5)大量无源元件占据了基板的面积，制约了产品的尺寸和成本。移动通信技术正朝着性能更好、功能更全、体积更小、价格更低的方向不断飞速发展。基于技术进步的需要，因此迫切需要一种新的技术途径，从而使得产品介质损耗低，电性能和机械性能稳定；同时还可以集成无源元件，以提高可靠性，降低体积和成本。如图2所示，移动电话是有基带数字信号处理单元(图中上半部分)与射频(RF)／微波技术及模拟技术(图中下半部分)结合起来而成的。电路图中的上半部分全部是大规模集成电路，采用表面安装技术贴装在PCB板上。图中下半部分重点是由射频前端部分和中频单元两

8、大块组成。射频前端部分可以采用ITOC技术制作成一整块或多块MCM模块。另外，也有采用薄膜沉积(McM_D)形式制造的。中频单元基本上均属于混合集成电路，也可以以M