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LTCC介绍及市场应用

LTCC(Low Temperatrue Co-fired Ceramic)即低温共烧陶瓷,是1982年由美国休斯公司开发出的新型材料技术。


一、LTCC的陶瓷材料


LTCC陶瓷材料主要包括LTCC 基板材料、封装材料和微波器件材料。按照材料分类为玻璃陶瓷、陶瓷-玻璃复合材料、玻璃键合陶瓷体系三大类。


图 LTCC材料分类


以玻璃-陶瓷的低温烧结为主,通过改进配方、改善工艺条件实现基板与金属布线的共烧。此外,采用低熔点氧化物或低熔点玻璃的掺杂可以降低陶瓷材料的烧结温度,此类材料,正在开发的主要品种为硼酸锡钡(BaSn(BO3)2)系和锗酸盐和碲酸盐系、BiNbO4系、Bi203-Zn0-Nb205系、ZnO-TIO2系等陶瓷材料。


图 LTCC基板


二、LTCC的制作过程



LTCC是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确且致密的生瓷带,在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需要的电路图形,并将多个无源器件嵌入其中进行叠压,最后在1000℃以下进行烧结,在其表面可以贴装IC和有源器件,从而形成LTCC无源/有源集成的功能模块。


长期以来,电路中多采用PCB板实现电气互联,但是由于阻、容、感、滤波器等基于陶瓷材质的无源器件需要高温烧结,因此无法集成在多层PCB板中,LTCC工艺的必要性显现。


随着技术的发展.对电子元器件和组件的性能和功能的要求越来越高,而对于产品的尺寸却要求其越来越小,LTCC技术恰好能满足这两方面的要求,因而其在微电子领域得到了广泛的应用。

           

图 LTCC制备工艺流程


三、LTCC的特点


LTCC的优点:



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板技术;


2、以 LTCC 技术为基础的 MCM 封装则可以将各层分别设计、一体烧结,从而可提高生产效率和成品率,降低成本。且 LTCC 基板的集成密度高、RF 性能好、数字响应快,成本低、生产周期快、批量大、产品生命周期短、生产灵活、自动化程度高。正因为 LTCC 技术具有如此众多的优点,所以它正逐渐取代传统的 PCB 板。因为应用 LTCC 集成技术的电路就是将芯片和其余无源器件集成在一个模块上,因此也被称为无源集成电路或改良专用集成电路。


LTCC的难点:


1、低温共烧陶瓷技术可满足后者轻,薄,短,小的需求。然而,低温共烧陶瓷基板具有高硬度和易碎的特性。因此,当切割机切割硬基板,在基板和切割刀片之间会产生一个较大的摩擦力,该摩擦产生的应力转移到切割刀片。这会导致以LTCC为基板的电子产品合格率和产量的下降。


2、LTCC材料研究中的另一个难点问题就是共烧材料的匹配性。将不同介质层(电容、电阻、电感、导体等)共烧时,要控制不同界面间的反应和界面扩散,使各介质层的共烧匹配性良好,界面层间在致密化速率、烧结收缩率及热膨胀速率等方面尽量达到一致,减少层裂、翘曲和裂纹等缺陷的产生。


四、LTCC的应用领域



LTCC可以实现三大基础元器件(电阻、电容、电感)及其各种无源器件(如滤波器、变压器等)封装于多层布线基板中,并与有源器件(如晶体管、IC模块、功率MOS等)共同集成为完整的电路系统。


现已广泛应用于各种制式的手机、汽车、蓝牙、GPS模块、WLAN模块、WIFI模块等;此外,由于其产品的高可靠性,在汽车电子、通讯、航空航天与军事、微机电系统、传感器技术等领域的应用也日益上升。LTCC 基板材料广泛应用于通信领域、车载电子设备、雷达、天线、滤波器等。


LTCC技术在汽车电子领域的应用也非常广泛。由于LTCC器件具有密封性能优、耐高温和抗振动等性能优势。因此其可以被应用在汽车发动机控制ECU模块、制动防抱死ABS模块和各类传感器模块中。在医疗领域,LTCC技术同样应用得很多,由于其具有体积小、可靠性高和对人体没有副作用等特点。因而可以广泛地应用在心脏起搏器和助听器等各类医疗检测仪器设备中。在燃料电池领域,LTCC技术主要用在微电子机械系统(MEMS)中,作为实现燃料电池系统的技术载体。把驱动电路、单片机和其他电子元件等控制电路模块安装在LTCC器件中。


由于LTCC技术在无线通信领域具有的性能优势,国内外的半导体厂商在无线通信产品中应用了多种LTCC功能模块。LTCC正成为满足 5G 基站、终端性能要求的核心工艺路径之一。


为了进一步加强交流,艾邦建有LTCC交流群,诚邀LTCC生产企业、设备、材料企业参与。目前群友包括:风华高科、顺络电子、中国电科二所、麦捷微、宏达电子、佳利电子等加入。



目前已经加入的群友有:


公司名称

职位

主营产品

CETC10

设计师

LTCC滤波器,模块,薄膜滤波器,可定制开发

KEKOEquipmentLtd

销售部经理

LTCC HTCC 叠层陶瓷器件生产设备加工设备

SAA

ltcc

天线

Simon电子

总工

LTCC

北京无线电测量研究所

副主任

ltcc基板

成都宏科电子科技有限公司

材料器件厂副厂长

LTCC产品

东荣电子

业务副总经理

日本共立瓷粉,5G天线,则武浆料,LTCC设备,

风华高科

研发工程师

LTCC滤波器

风华高科

研发工程师

LTCC滤波器

风华高科

项目经理

LTCC滤波器

广东风华高新科技股份有限公司

研发工程师

LTCC滤波器、天线,LTCC基板,LTCC流延生片

国巨

FAE

LTCC产品

国巨电子

工厂经理

LTCC

杭州悠洋

技术

ltcc

嘉兴佳利电子

材料研发工程师

LTCC 介质

俊英科技

市场经理

LTCC

俊英科技

工程师

LTCC滤波器及射频微波器件

昆山鑫泽鸿电子有限公司

销售

LTCC、铁氧体粉、合金粉……等等。

堃成科技

销售经理

LTCC滤波器,介质滤波器

上海傲鲲实业有限公司

经理

LTCC的生产设备

上海航天电子有限公司

工艺

LTCC

上海晶材新材料科技有限公司

工艺主管

LTCC生料带

上海网谊光电科技有限责任公司

总经理

 LTCC网版,MLCC网版,MCH网版,LED网版

深圳波而特电子

总经理

LTCC电子元器件、模块等各种微波产品

深圳市麦捷微电子科技股份有限公司

销售总监

LTCC、介质、声表滤波器

深圳顺络电子

开发工程师

片式电感,LTCC滤波器

石家庄铁道大学

教师

LTCC 陶瓷基板,微波介质陶瓷,多孔陶瓷

顺络电子

设备工程师

ltcc

皖淮研究院

研究员

多孔陶瓷材料,LTCC材料,微波介质陶瓷。

研创光电(深圳)有限公司

销售

LTCC陶瓷滤波器

研创光电科技

采购副理

通讯行业用LTCC滤波器、靶材

中电二所

工程师

LTCC基板及元器件

中国电科二所

市场处高级经理

真空热处理设备、LTCC 设备

中国电科二所微组装中心

市场

LTCC电路基板、LTCC滤波器、微组装业务

中国电子科技集团公司第二研究所

工程师

LTCC/HTCC系统集成

中国电子科技集团公司第二研究所

销售经理

ltcc/htcc等陶瓷生产产线

中国电子科技集团公司第四十三研究所

工程师

LTCC

株洲宏达电子股份有限公司深圳波而特事业部(LTCC事业部)

副总工程师

LTCC无源器件、绕线功分器、射频变压器等



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