ltcc陶瓷的发展与应用

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1、LTCC陶瓷材料的发展与应用摘要：对LTCC陶瓷材料的市场现状和工艺流程作了简要的介绍，通过分类的方式对于近期发展的LTCC陶瓷材料做了一个简单的综述。关键词：LTCC基本和封装材料微波介质陶瓷1.前言随着信息时代的到来与发展，移动通信、航空航天、电子器件等领域飞速发展，这些领域的设备和便携式终端正趋向微型化、轻量化、薄型化、高频化、多功能性、高集成化发展，这些都是衡量其性能的指标。而在其中以低温共烧陶瓷(low-temperatureco-firedceramic，LTCC)技术为基础的多层结构设计可有效减小器件体积，是实现元器件向小型化、集成化、高可靠性和低成本发

2、展的重要途径。多层陶瓷电容器（MLCC）已成为陶瓷电容器的主流，如2004年多层陶瓷电容器（MLCC）的全球市场已达8000多亿只，并且以20％的年增长速度在递增，表现出强劲的增长态势[1]；计算机（Computer）、通信（Communication）和消费类电子产品（ConsumerElectronics）（以下简称3C）是MLCC的主要应用领域。目前全球3C全面升级，新的3C产品所使用MLCC体积更小，容量更大，而且单个电子产品所使用的MLCC的数量大大提高。3C升级带动了全球MLCC的需求持续增加，供求缺口不断增大。2010年全球新增MLCC需求超过25%，M

3、LCC主要厂商Murata、TaiyoYuden、TDK、国巨和韩国SEMCO等2010年产能年增约20%，预计全年产能缺口在5%左右。目前各大厂商交货时间普遍拉长，MLCC电容出货时间已经达到3个月时间。国巨公司预测更加乐观：目前MLCC产能缺口高达35-40%以上，全年产能缺口可能在20%以上，缺货将延续到2010年4季度[2]。LTCC为技术基础的元器件广泛基板、封装和微波介质陶瓷的领域等等。表1过去几年全球LTCC市场增长情况[3]百万美元2003年2004年2005年2006年2007年产值3245788419111045产值成长率20%69%46%8%15

4、%2.LTCC技术概述LTCC技术起源于1982年美国休斯公司开发的新型材料技术。它汇集了高温共烧陶瓷（HTCC）技术和厚膜技术的优点，是实现高集成度、高性能电子封装的主流技术之一。LTCC一般采用低εr、低烧结温度（850~950℃）的陶瓷材料制作基板，用流延法得到致密的生瓷带，按设计要求采用厚膜印刷法等在生瓷带上制作导线，集成各种无源元件（如电阻、电容和电感等），元件组合得到各种器件（如滤波器、天线和巴伦等），进一步集成可得到各种功能模块（如蓝牙及手机前端模块等），生瓷带层间的导线经通孔（内填满导体）相连，多层陶瓷生片对准叠层，热压后共烧形成独石状的LTCC多层结

5、构。LTCC基板材料层中也可以夹入中、高εr的介质材料层作为埋入式滤波器或电容器等，多层结构还易于形成空腔来埋置各种元器件，免除了封装组件的成本[4]。利用LTCC制备片式无源集成器件和模块具有许多优点。（1）陶瓷材料具有优良的高频高Q特性；（2）使用电导率高的金属材料作为导体材料，有利于提高电路系统的品质因子；（3）可适应大电流及耐高温特性要求，并具备比普通PCB电路基板优良的热传导性；（4）可将无源组件埋入多层电路基板中，有利于提高电路的组装密度；（5）具有较好的温度特性，如较小的热膨胀系数、较小的介电常数温度系数，可以制作层数极高的电路基板，可以制作线宽小于50

6、μm的细线结构。（6）非连续式的生产工艺允许对生坯基板进行检查，从而提高成品率，降低生产成本[8]。LTCC广泛应用于大型计算机的基板、汽车电子、无线通信中的高频组件及光通讯用界面模块等。其在无线通信中的应用包括滤波器、谐振器、双工器、天线、介质波导、网络无线接入及卫星定位系统等。LTCC三维立体布线结构大大减小了电子元器件体积，适应了现代移动通信系统小型化的需求。图1LTCC技术工艺流程图[3]3.LTCC材料分类应用按照LTCC材料的用途分类，可分为基板材料、封装材料和微波介质材料。对于不同用途的材料,有不同的性能要求。3.1基板材料和封装材料现代基板和封装材料应

7、当具有以下特性：（1）高电阻率以保证信号线间的绝缘性；（2）低介电常数，提高信号的传输率；（3）低介电损耗；（4）低烧结温度，能与Cu、Ag等高电导率的金属共烧；（5）较低的烧结收缩率，以保证线路设计的准确性；（6）合适的热膨胀系数，保证与硅等芯片的兼容性；（7）较高的热导率，防止基板过热；（8）综合的物理、化学和机械性能[5]。LTCC基板和封装材料具有以下优点：(1)在2．4MHz～80GHz频率范围内，LTCC技术带来的信号损失远远低于多层线路技术，(2)由于批量生产设备和工艺的引入，模块尺寸减小20％～40％，成本得以大幅度降低。LTCC基板