LTCC生產(chǎn)實(shí)施方案工藝和概述部分

1、LTCC生產(chǎn)實(shí)施方案工藝和概述 部分1 / 15作者:日期:2 / 15個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途LTCC生產(chǎn)線項(xiàng)目方案一.概述所謂低溫共燒陶瓷(Low-temperature cofired ceramics,LTCC) 技術(shù)，就是將低溫?zé)Y(jié)陶瓷粉制成厚度精確而且致 密的生瓷帶，作為電路基板材料，在生瓷帶上利用機(jī)械或激光打孔、微孔注漿、精密導(dǎo)體漿料印刷等工藝制出所需要的電路圖 形，并將多個(gè)無(wú)源元件埋入其中，然后疊壓在一起，在 900C燒結(jié)，制成三維電路網(wǎng)絡(luò)的無(wú)源集成組件，也可制成內(nèi)置無(wú)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(wú)源/有源集成的功能模塊?？傊?，利用這種技術(shù)可以

2、成功地制造 出各種高技術(shù)LTCC產(chǎn)品。多個(gè)不同類型、不同性能的無(wú)源元件集成在一個(gè)封裝內(nèi)有多種方法，主要有低溫共燒陶瓷(LTCC)技術(shù)、薄膜技術(shù)、硅片半導(dǎo)體技術(shù)、多層電路板技術(shù)等。目前，LTC C技術(shù)是無(wú)源集成的主流技術(shù)。LTCC整合型組件包括各種基 板承載或內(nèi)埋各式主動(dòng)或被動(dòng)組件的產(chǎn)品，整合型組件產(chǎn)品項(xiàng)目包含零組件(component®、基板(substrates )與模塊(modules )。LTCC(低溫共燒陶瓷)己經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，日 美、歐洲國(guó)家等各家公司紛紛推出了各種性能的LTCC產(chǎn)品。LTCC在 我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)發(fā)展也很快。LTCC在 2003年后快速發(fā)展，平均增長(zhǎng)速度達(dá)到1

3、7.7%國(guó)內(nèi)LTCC產(chǎn)品的開發(fā)比國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家至少落后5年。這主要是由于電子終端產(chǎn)品發(fā)展滯后造成的。LTCC功能組件和 模塊在民用領(lǐng)域主要用于CSM CDMA口 PHS手機(jī)、無(wú)繩電話、WLA!和藍(lán)牙等通信產(chǎn)品。另外，LTCC技術(shù)由于自身具有的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在軍事、航天、航空、電子、計(jì)算機(jī)、汽車、醫(yī)療等領(lǐng)域均獲得了越來(lái)越廣 泛本推薦方案集成當(dāng)今世界先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)，生產(chǎn)、檢測(cè)設(shè)備于一體，同時(shí)考慮軍工生產(chǎn)的特點(diǎn)和廠家的售后服務(wù)能力, 是專門為貴所量身定制的解決方案。在方案的設(shè)計(jì)中地考慮到軍工產(chǎn)品多品種、小批量和高質(zhì)量要求地特點(diǎn)，在選用設(shè)備時(shí)以 完整性、靈活性、可靠性為原則，其中在一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)采用了一些國(guó)

4、外較先進(jìn)及技術(shù)含量較高和性能穩(wěn)定的設(shè)備。由于是多家制造商的設(shè)備連線使用，所以必須由集成供應(yīng)商統(tǒng)一安裝調(diào)試和培訓(xùn)，并提供長(zhǎng)期的工藝和設(shè)備配套服務(wù)。(二) 項(xiàng)目發(fā)展的必要性1、國(guó)家發(fā)展需要。九五期間國(guó)家投巨資建設(shè)LSI高密度國(guó)家重點(diǎn)工業(yè)性試驗(yàn)基地，其目的是進(jìn)行高密度LSI產(chǎn)品的開發(fā) 和生產(chǎn)技術(shù)研究，為封裝產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化提供技術(shù)支持。它的開發(fā)和研究成果直接為產(chǎn)業(yè)化服務(wù)，在試驗(yàn)基礎(chǔ)上，盡快建設(shè)產(chǎn)業(yè) 基地不僅是國(guó)家的需要也是市場(chǎng)的需要。2、微電子技術(shù)進(jìn)步的需要。信息產(chǎn)業(yè)是知識(shí)經(jīng)濟(jì)的支柱，作為其核心的微電子技術(shù)在不斷迅猛發(fā)展，我國(guó)的微電子技術(shù)， 特別是LSI技術(shù)的發(fā)展卻相對(duì)滯后，除管理決策，資金等因素外，封

5、裝技術(shù)的落后，也是一個(gè)重要因素，建設(shè) LSI高密度封裝 產(chǎn)業(yè)基地，以強(qiáng)大的科研和產(chǎn)品開發(fā)能力，以高質(zhì)量的封裝產(chǎn)品支持我國(guó)集成線路行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，具有十分重要的意義。3、21世紀(jì)國(guó)防戰(zhàn)略的需要。陶瓷封裝產(chǎn)品以高可靠、高性能、小型化、多功能為其特點(diǎn)，這正與電子裝備短、薄、輕、 小化的需求相對(duì)應(yīng)，國(guó)產(chǎn)的導(dǎo)彈、衛(wèi)生、計(jì)算機(jī)、通訊、指揮系統(tǒng)。尤其以高可靠、抗干擾、長(zhǎng)壽命為首要指標(biāo)，高密度陶瓷 封裝更是首當(dāng)其沖。4、 市場(chǎng)的需要。2010年后中國(guó)集成電路的消費(fèi)將達(dá)到1000億美元，約占世界市場(chǎng)的20%僅以現(xiàn)在應(yīng)用多的移動(dòng)電話、 筆記本電腦為例，國(guó)內(nèi)諸如LCCC勺陶瓷封裝產(chǎn)品的需求量10億只以上，用于聲表面

6、波封裝的無(wú)引線陶瓷載體，僅京、圳兩家 公司年需求量就在1.8億只以上，以目前國(guó)內(nèi)兩家企業(yè)一家研究所的生產(chǎn)能力，根本無(wú)法滿足市場(chǎng)需求。(三) 項(xiàng)目的技術(shù)支撐(四) LTCC技術(shù)優(yōu)勢(shì)現(xiàn)代移動(dòng)通訊、無(wú)線局域網(wǎng)、軍事雷達(dá)等正向小型、輕、高頻、多功能及低成本化發(fā)展，對(duì)元器件提出輕量、小型、高 頻、高可靠性、價(jià)格低廉提高集成度的要求。而采取低溫共燒陶瓷(Low Femperature Co-Fired Ceramic丄TCC )技術(shù)制造多 層基板，多層片式元件和多層模塊是實(shí)現(xiàn)上述要求最有效途徑。用于系統(tǒng)集成的低溫共燒陶瓷（LTCC: Low Femperature Co-Fired Ceramics ）多

7、層基板中的"共燒”有兩層意思。其 一是玻璃與陶瓷共燒，可使燒結(jié)溫度從1650C下降到900C以下，從而可以用Cu Ag Ag-Pc、Ag-Pt等熔點(diǎn)較低的金屬代替 W.Mc等難熔金屬做布線導(dǎo)體，既可大大提高電導(dǎo)率，又可在大氣中燒成；其二是金屬導(dǎo)體布線與玻璃一陶瓷一次燒成，便于高 密度多層布線。80年代初，低溫共燒陶瓷（LTCC材料達(dá)到商業(yè)化水平，引起了高密度互聯(lián)電路設(shè)計(jì)者的極大興趣。LTCC多層基板很快 在各種高性能、中小批量產(chǎn)品、軍事、航空等應(yīng)用領(lǐng)域確立了舉足輕重的地位。 90年代期間，LTCC材料在大批量產(chǎn)品、中檔 位價(jià)格一性能比的應(yīng)用領(lǐng)域得到推廣。如汽車控制組件、硬盤讀寫放大器

8、等。低溫共燒陶瓷（LTCC材料具有良好的性能特征：1、根據(jù)配料的不同，LTCC材料的介電常數(shù)可以在很大的范圍內(nèi)變動(dòng)，可根據(jù)應(yīng)用要求靈活配置不同材料特性的基板， 提高了設(shè)計(jì)的靈活性。如一個(gè)高性能的 SIP （system in a package 系統(tǒng)封裝）可能包含微波線路、高速數(shù)字電路、低頻的模 擬信號(hào)等，可以采用相對(duì)介電常數(shù)小于3.8的基板來(lái)設(shè)計(jì)高速數(shù)字電路；相對(duì)介電常數(shù)為6-80的基板完成高頻微波電路的設(shè) 計(jì)；介電常數(shù)更多的基板設(shè)計(jì)各種無(wú)源元件，最后把它們層疊在一起燒結(jié)完成整個(gè) SIP器件。便于系統(tǒng)集成、易于實(shí)現(xiàn)高密度 封裝。2、 LTCC材料具有優(yōu)良的高頻、高Q值、低損耗特性，加之共燒溫

9、度低，可以用 Ag、Ag-Pc、Ag-Pt、Cu高電導(dǎo)率的金屬 作為互連材料，具有更小的互連導(dǎo)體損耗。這些都有利于所高電路系統(tǒng)的品質(zhì)因數(shù)，特別適合高頻、高速電路的應(yīng)用。3、 LTCC基板采多層布線立體互連技術(shù)，可以大大提高布線密度和集成度，IBM實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到一百多層。NTT未來(lái) 網(wǎng)絡(luò)研究所以LTCC莫塊的形式，制作出用于發(fā)送毫米波段60GH瀕帶的SiP產(chǎn)品，尺寸為12 mmX 12mmX 1.2 mm, 18層布線層 由0.1 mmX6層和0.05 mmX 12層組成，集成了帶反射鏡的天線、功率放大器、帶通濾波器和電壓控制振蕩器等元件。 LTCC材 料厚度目前已經(jīng)系列化，一般單層厚度為1

10、015um4、LTCC工藝與薄膜多層布線技術(shù)具有良好的兼容性，二者結(jié)合可實(shí)現(xiàn)更高組裝密度和更好性能的混合多層基板和混合 型多芯片組件；以LTCC技術(shù)制造的片式多層微波器件，可表面貼裝、可承受波峰焊和再流焊等；在實(shí)現(xiàn)輕、薄、短、小化的 同時(shí)，提高可靠性、耐高溫、高濕、沖振的特性，可適應(yīng)惡劣環(huán)境。5、 LTCC可以制作多種結(jié)構(gòu)的空腔?？涨恢锌梢园惭b有源、無(wú)源器件；LTCC層內(nèi)可埋置（嵌入）無(wú)源器件；通過(guò)減少連 接芯片導(dǎo)體的長(zhǎng)度及接點(diǎn)數(shù)，能集成的元件種類多，易于實(shí)現(xiàn)多功能化和提高組裝密度；通過(guò)提高布線密度和增加元器件集成 度，可減少SiP外圍電路元器件數(shù)目，簡(jiǎn)化與SiP連接的外圍電路設(shè)計(jì)，有效降低電

11、路組裝難度和成本。6、基于LTCC技術(shù)的SiP具有良好的散熱性?，F(xiàn)在的電子產(chǎn)品功能越來(lái)越多，在有限有空間內(nèi)集成大量的電子元器件， 散熱性能是影響系統(tǒng)性能和可靠性的重要因素。LTCC材料具有良好的熱導(dǎo)率，其熱導(dǎo)率是有機(jī)材料的20倍，并且由于LTCC勺 連接孔采用的是填孔方式，能夠?qū)崿F(xiàn)較好的導(dǎo)熱特性。7、 基于LTCC技術(shù)的SiP同半導(dǎo)體器件間具有良好的熱匹配性能。LTCC勺TCE（熱膨脹系數(shù)）與Si、GaAs InP等的接 近，可以在基板上直接進(jìn)行倒芯片（flip chip , FC）組裝，這對(duì)于采用不同芯片材料的SiP有著非同一般的意義。經(jīng)過(guò)近30年的研究開發(fā)，LTCC技術(shù)在實(shí)用化方面取得實(shí)質(zhì)

12、性進(jìn)展。目前，大尺寸，大容量基板可以通過(guò)燒結(jié)的控制技 術(shù)大批量生產(chǎn)，明顯降低成本；新的無(wú)機(jī)材料配方和工藝可降低高頻損耗，使工作頻率擴(kuò)展到90GH姒上；光刻的厚膜導(dǎo)體可與LTCC共燒，容昴形成線寬和間距均為50um的布線，會(huì)大大增強(qiáng)了 LTCC多層基板的高密度性；平面電阻，電容，電感材料 與LTCC具有結(jié)構(gòu)相容性，將這些無(wú)源器件嵌入LTCC中，給集成封裝和微型射頻提供廣闊前景。（五）LTCC產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域目前，LTCC產(chǎn)品主要應(yīng)用于下述四個(gè)領(lǐng)域：1、高密度多層基板。由低介電常數(shù)的LTCC材料制作。LTCC適合用于密度電子封裝用的三維立體布線多層陶瓷基板。因 其具有導(dǎo)體電阻率低、介質(zhì)的介電常數(shù)小、熱

13、導(dǎo)高、與硅芯片相匹配的低熱膨脹系數(shù)、易于實(shí)現(xiàn)多層化等優(yōu)點(diǎn)，特另U適合于射 頻、微波、毫米波器件等。目前，隨著電子設(shè)備向輕、薄、短、小方向的發(fā)展，設(shè)備工作頻率的提高（如手機(jī)從目前的400900MH提高到1.6GHz甚至3040GHZ,以及軍用設(shè)備向民用設(shè)備的轉(zhuǎn)化，LTCC多層基板將以其極大的優(yōu)勢(shì)成為無(wú)線通信、 軍事及民用等領(lǐng)域重要發(fā)展方向之一。下表列出了使用頻率范圍及相應(yīng)的電子設(shè)備系統(tǒng)。 超級(jí)計(jì)算機(jī)用多層基板。用以滿足器件小型化、信號(hào)超高速化的要求。 下一代汽車用多層基板（EC部件）。利用其高密度、多層化、混合電路化等特點(diǎn)，以及其良好的耐熱性，作為一一 代汽車電子控制系統(tǒng)部件，受到廣泛注意。 高

14、頻部件（VC（,TCXO等）。對(duì)于進(jìn)入GH瀕帶的超高頻通信，LTCC多層基板將在手機(jī)、GPS定位系統(tǒng)等許多高頻部 件廣泛使用（參照表）。 光通信用界面模塊及HEM模塊。2、多層介質(zhì)諧振器、微波天線、濾波器等微波器件。利用中介電常數(shù)的LTCC材料制作。介質(zhì)芯片天線不僅具有尺寸小， 重量輕，較好的方向性，電氣特性穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，而且具備低成本，大批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)。它符合無(wú)線通信產(chǎn)品向輕、薄、 短、小方的向發(fā)展的趨勢(shì)，而成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。LTCC技術(shù)的成熟為介質(zhì)芯片天線的發(fā)展提供了強(qiáng)大的動(dòng)力。3、 多芯片組件（Multi-Chip Modules，MCIM利用低介電常數(shù)的LTCC材料，與Ag

15、Ag-Pd Ag-Pt、Cu高電導(dǎo)率金屬的 漿料圖形共燒，形成三維布線的多層共燒基板，再經(jīng)表面貼裝將無(wú)源片式元件和多個(gè)裸芯片集成在LTCC基板上，最后加蓋密 封形成多芯片組件（Multi-Chip Modules, MC）與單芯片封裝相比，MCM可保證IC元件間的布線最短。這對(duì)于時(shí)鐘頻率超過(guò) 100MHZ勺超高速芯片來(lái)說(shuō)，具有明顯的優(yōu)越性。MCM早在80年代初期就曾以多種形式存在，最初是用于軍事。當(dāng)時(shí)是將裸芯 片直接實(shí)裝在PCB上，或是多層金屬一陶瓷共燒基板上；同時(shí)IBM也曾將其應(yīng)用在3081型大型計(jì)算機(jī)上，采用混合電路技術(shù) 把100塊IC實(shí)裝在30層陶瓷基板上，稱之為熱導(dǎo)組件（TCM。以前由

16、于成本昂貴，MCM大都用于軍事、航天及大型計(jì)算機(jī)上。但隨著技術(shù)的進(jìn)步及成本的降低，MCI將普及到汽車、通 信、工業(yè)設(shè)備、儀器與醫(yī)療等電子系統(tǒng)產(chǎn)品上。MCME各種不同領(lǐng)域的特殊作用如下： 軍事、航天：武器系統(tǒng)、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、衛(wèi)星控制裝置、高頻雷達(dá)； 通信：電話、無(wú)線電傳真、通信設(shè)備、同步光纖網(wǎng)絡(luò)； 儀器設(shè)備：高頻示波器、電子顯微鏡、點(diǎn)火控制/溫度控制； 咨詢：IC存儲(chǔ)卡、超級(jí)計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/制造系統(tǒng)、個(gè)人計(jì)算機(jī)； 消費(fèi)：放像機(jī)、攝錄放像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、高清晰度電視機(jī)。4、無(wú)源器件嵌入式系統(tǒng)封裝（System in a Package,Sip）基板。利用低介電常數(shù)的LTCC基板和

17、與之相容的高介電常數(shù) 的LTCC材料及高磁導(dǎo)率材料等，或直接利用現(xiàn)有的無(wú)源元件，可將四大無(wú)源元件，即變壓器（T）電容器（C、電感器（L）、 電阻器（R）嵌入多層布線基板中，與表面貼裝的有源器件（如功率 MOS晶體管、IC電路模塊等）共同集成為一完整的電路 系統(tǒng)，可有效地提高電路的封裝密度及系統(tǒng)的可靠性、保密性，特別適用于移動(dòng)通信、軍事雷達(dá)、航空航天等領(lǐng)域（一）國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)我們已經(jīng)進(jìn)入信息時(shí)代。目前，電子信息產(chǎn)業(yè)已成為世界性支柱與先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，先進(jìn)工業(yè)國(guó)家把半導(dǎo)體集成電路稱為“工 業(yè)之父”，LSI芯片和電子封裝技術(shù)在信息產(chǎn)業(yè)中扮演了十分重要的角色，隨著電子產(chǎn)品的輕、薄、短、小、高性能及芯片向 高集成度

18、、高頻率、超高I/O端子數(shù)方向發(fā)展，大規(guī)模集成電路（LSI）高密度陶瓷封裝的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。1、電子封裝市場(chǎng)前景方面。目前國(guó)內(nèi)每年大約需要140億片芯片，而國(guó)內(nèi)能供應(yīng)的才20%據(jù)估計(jì)，2010年后，中國(guó)集 成電路的年消費(fèi)將達(dá)到1000億美元，約占當(dāng)時(shí)世界市場(chǎng)的20%若其中50嘲于電子封裝，則年產(chǎn)值將達(dá)到幾千億人民幣。2、HTC（高溫共燒多層基板和ALN基板的市場(chǎng)前景方面。HTC（多層基板和ALN基板，具有許多固有的優(yōu)點(diǎn)，如機(jī)械強(qiáng)度 咼、熱導(dǎo)性能好，有廣泛的用途。目前國(guó)內(nèi)對(duì) HTC（基板和ALN基板的年需求量已分別超過(guò)100萬(wàn)m2和5萬(wàn)m2,市場(chǎng)前景廣闊。3、LTCC低溫共燒多層基板的市場(chǎng)前景

19、方面。LTCC低溫共燒多層基板除可用于DIP、LCCC PGA QFP BGA CSP MC等 各種封裝制品外，還可用于計(jì)算機(jī)主板、高速電路基板、功率電路基板、汽車電子電路基板等。LTCC還可代替混合集成電路（HIC） 廣泛應(yīng)用于軍事和空間技術(shù)通訊（包括電訊、無(wú)線電通訊、微波通訊、雷達(dá)、廣播和其他通訊、導(dǎo)航通訊）等。隨著數(shù)字化技術(shù)的普及和工作頻率的提高，LTCC的應(yīng)用范圍會(huì)急速擴(kuò)大。4、 LCCC勺市場(chǎng)前景方面。LCCC一元引線陶瓷片式載體，主要用于晶體振蕩器和聲表面波濾波器表貼化外殼（即使用LCCC 進(jìn)行封裝）；由于晶體振蕩器和聲表面波濾波器應(yīng)用極廣，需要量極大。而且隨著高產(chǎn)量和高性能的需求

20、；對(duì)LCCC勺需求量也 直線上升。通信和信息工業(yè)的迅速發(fā)展，有力帶動(dòng)了晶體振蕩器市場(chǎng)的增長(zhǎng)，其產(chǎn)品也日趨小型化、表面貼裝化和高精度化。近兩年由于應(yīng)用面不斷擴(kuò)展和需求量的增多，造成市場(chǎng)供應(yīng)緊缺，售價(jià)也有上升，刺激制造商千方百計(jì)增加產(chǎn)量；日水晶體振 蕩器生產(chǎn)雖已增加，仍供不應(yīng)求，尤其 TCXO型晶體振蕩器更為緊缺。據(jù)專家預(yù)測(cè)，今年的需求將繼續(xù)增加，特別是表面安裝 款式的產(chǎn)品。臺(tái)灣電氣和電子制造商協(xié)會(huì)約有14家成員工廠制造石英晶體器件，在臺(tái)灣島有10家，它們側(cè)重生產(chǎn)高檔級(jí)表面 安裝型SPXO品，屬于標(biāo)準(zhǔn)封裝晶體振蕩器。每只價(jià)格約0.8美元，專家估計(jì)；信息工作和通信工作對(duì)高檔級(jí)表面安裝振蕩 器的需求將

21、急速增長(zhǎng)，今年的增長(zhǎng)率將達(dá)到50%其中移動(dòng)電話的需求將增長(zhǎng)100%筆記本電腦的需求將增長(zhǎng)40%臺(tái)式電腦 將增長(zhǎng)20%臺(tái)灣產(chǎn)品的出口率也將大幅度增長(zhǎng)，主要市場(chǎng)是美國(guó)、歐州、日本、韓國(guó)和新加坡。今年出口預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)30%-40%隨著需求的增長(zhǎng)，制造商已滿負(fù)荷生產(chǎn)。一些廠家正在擴(kuò)大現(xiàn)有的生產(chǎn)能力，特別是表面安裝款式的產(chǎn)品，USI公司表面 安裝型晶體振蕩器，其生產(chǎn)能力將增加一倍、HOSONI公司于今年初生產(chǎn)表面安裝款式產(chǎn)品，小型化和表面安裝型晶體振蕩器 是臺(tái)灣發(fā)展的主要趨勢(shì)。VCX型現(xiàn)在流行7.25mm< 5.0mnK 1.0mn尺寸，主要用在LAN卡、機(jī)頂盒、FM調(diào)制器、自動(dòng)頻率控制 及鎖相環(huán)電

22、路等方面，1998年以來(lái)，共應(yīng)用日趨火爆，目前新型VCX（的尺寸是6.0mmX 3.5mnK 1.0mn和5.0mnK 3.0mnK 1.0mm SPXO表面安裝型最小尺寸為6.0mnK 3.5mnK 1.0mm5.0mm 3.5mnK 1.2mn主要用于LAN卡、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、計(jì)算機(jī)和電信產(chǎn)品。移動(dòng)電話和個(gè)人數(shù)字助理（PDA等便攜式電子產(chǎn)品的迅速發(fā)展，也刺激了香港市場(chǎng)對(duì)晶體振蕩器的強(qiáng)烈需求，尤其是 TCXO VCXO高檔級(jí)產(chǎn)品。一些廠商如Interguip公司正在積極開發(fā)OCX疔品，下半年將增加VCXOI面安裝型產(chǎn)品的生產(chǎn)。 VCXb品的需求呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，主要用于廣播衛(wèi)星接收機(jī)。今年許多制造

23、商調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)向VCXO OCX等高精度產(chǎn)品 的生產(chǎn)，其產(chǎn)品增長(zhǎng)將超過(guò)300%標(biāo)準(zhǔn)鐘表振蕩器的需求增長(zhǎng)大約20%-30%小型化及表貼化也是香港的發(fā)展趨勢(shì)。目前香港 的種表振蕩器最小尺寸作到3xgn精度100PPn要求達(dá)到50PPn.目前世界SAW濾波器的年產(chǎn)量6億只，多年用于移動(dòng)通信，呈現(xiàn)出供不應(yīng)求的態(tài)勢(shì)，主要生產(chǎn)國(guó)是日本、德國(guó)和美國(guó)。我國(guó)開發(fā)SAV濾波器已有30多年時(shí)間，科研生間單位30多家，有較高的設(shè)計(jì)水平和批量生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。但由于設(shè)備跟不上， 缺乏象半導(dǎo)體工藝加工一樣的精細(xì)加工設(shè)備（高精度的光刻設(shè)備和鍍膜機(jī)等）致使生產(chǎn)水平較低，年產(chǎn)僅數(shù)百只左右，形不成 規(guī)模。據(jù)Atted Bustine

24、ss Inlelligenee Inc預(yù)測(cè)，2010年晶體振蕩器外殼，世界需求量在6億只左右，又據(jù)我國(guó)權(quán)威人士預(yù)測(cè)計(jì)，我國(guó)用于手機(jī)于P汽車電子領(lǐng)域的晶振封裝2010年需求在1.6-2.4億只，以后仍以年15%-30的速度遞增，國(guó)內(nèi)主要 需求廠商如下：深圳南玻集團(tuán)公司聲表面波器件封裝用陶瓷基座（LCCC-4B年需求約9億只；深圳英達(dá)利公司石英晶體振蕩 器封裝用陶瓷基座（LCCC-4B年需求不少于1000萬(wàn)只；北京七0七廠溫度補(bǔ)償型晶體振蕩器、及諧振器陶瓷基座年需求量4000 萬(wàn)只；歐克通信器材有限公司晶體振蕩器陶瓷基座年需求量約 600萬(wàn)只；南京華聯(lián)興電子有限公司晶振、諧振、聲表面波器件 用陶瓷

25、基座年需求量2000萬(wàn)只；臺(tái)州水晶電子集團(tuán)公司晶振、諧振器件用陶瓷基座年需求量 1000萬(wàn)只；其它還有北京長(zhǎng)峰聲 表面波公司、深圳三澤聲表面波公司、航天總么司203所、23所、湖北東光電子公司、唐山晶源電子股份有限公司等都有不同 數(shù)量陶瓷外殼的需求?？梢?，僅移動(dòng)電話用表貼型封裝的無(wú)引線陶瓷芯片載體（LCCC就有一個(gè)巨大的市場(chǎng)。而以表貼型LCC（外殼職代金屬 外殼的石英晶體振蕩器、諧振器和聲表面波濾波器的封裝則更是款來(lái)的、巨大的潛在市場(chǎng)。5、CSP及 MCM寸裝的市場(chǎng)前景方面。據(jù)估計(jì)，到2010年；在所有電子設(shè)備中，攜帶型的比例將超過(guò) 60% 2010年后， 電子封裝將是CSF和MCM勺天下，其

26、市場(chǎng)前景不可估量。目前國(guó)外一些大公司正在進(jìn)行從 DIP、QFL PGA等向BGA CSP MCM 封裝的改型工作。、（二）國(guó)內(nèi)集成電路陶瓷封裝生產(chǎn)現(xiàn)狀目前，國(guó)內(nèi)具備生產(chǎn)大規(guī)模集成電路陶瓷封裝產(chǎn)品的主要有：閩航電子器件公司、信息產(chǎn)業(yè)部電子第十三所、信息產(chǎn)業(yè) 部電子第四十三所，宜興電子器件總廠。電子十三所引進(jìn)的國(guó)外先進(jìn)設(shè)備較閩航少，宜興總廠引進(jìn)的是國(guó)外二手設(shè)備，技術(shù)相 對(duì)落后。到目前為止尚無(wú)一家實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。國(guó)內(nèi)從事大規(guī)模集成電路陶瓷封裝研究的主要科研單位有清華大學(xué)材料科學(xué)與工程研究院、航天部771研究所，由國(guó)家定點(diǎn)的大規(guī)模集成電路高密度封裝國(guó)家試驗(yàn)基地一是位于南方的閩航電子器件公司，二是位于北方的

27、信息產(chǎn)業(yè)部電子第十三 所。從這幾年公司的發(fā)展來(lái)看，閩航電子器件公司具有明顯的優(yōu)勢(shì)，該公司是福建南平無(wú)線電三廠與航天部771研究所合資建立的部省聯(lián)營(yíng)企業(yè)，于2000年1月通過(guò)國(guó)家計(jì)委驗(yàn)收并授予“大規(guī)模集成電路高密度封裝國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)基地”。現(xiàn)能生產(chǎn) DIP、QFP PGA LCCC等四大系列60多年品種的陶瓷封裝外殼，在承擔(dān)國(guó)家從“六五”到“九五”期間的多項(xiàng)LIS封裝重點(diǎn)科 技攻關(guān)課題和新產(chǎn)品試制項(xiàng)目中取得顯著成績(jī)，并有多項(xiàng)成果填補(bǔ)國(guó)家空白，多次受到國(guó)家和福建省的表彰。目前閩航公司已 與清華大學(xué)合作引進(jìn)了 LTCC低溫共燒陶瓷技術(shù)。四、生產(chǎn)技術(shù)工藝（一）LTCC材料介紹1、LTCC材料的研究狀況。

28、目前，在技術(shù)產(chǎn)業(yè)推動(dòng)下，開發(fā)能與銀低溫共燒的微波介質(zhì)陶瓷材料已成為前沿和熱點(diǎn)問(wèn)題， 并取提突破性進(jìn)展。目前，LTCC材料在日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化、系列化和可進(jìn)行地材料設(shè)計(jì)的階段。許多LTCC材料生產(chǎn)廠家可以提供配套系列產(chǎn)品；美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體Dupo nt、村田制作所、松下、京瓷等研發(fā)機(jī)構(gòu)對(duì)LTCC技術(shù)已研發(fā)多年，已經(jīng)形成一定的材料體系，生產(chǎn)工藝也較為成熟。在專利技術(shù)、材料來(lái)源及規(guī)格主導(dǎo)權(quán)方面均占優(yōu)勢(shì)。相比之下，我國(guó)的LTCC 材料研發(fā)起步較晚，擁有自主知識(shí) 產(chǎn)權(quán)的材料體系和器件幾乎是空白。國(guó)內(nèi)現(xiàn)在急需開發(fā)出系列化的，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 LTCC瓷粉料，并專業(yè)化生產(chǎn)LTCC用陶瓷生帶系列

29、，為L(zhǎng)TCC產(chǎn)業(yè)的開發(fā)奠定基礎(chǔ)。以LTCC技術(shù)制造微波器件，陶瓷材料應(yīng)具備以下幾個(gè)要求：燒結(jié)溫度應(yīng)低于 950C :介電常數(shù)和介電損耗適當(dāng)， 一般要求Q值越來(lái)越好；諧振頻率的溫度系數(shù)Tf應(yīng)小；陶瓷與內(nèi)電極材料等無(wú)界面反應(yīng)，擴(kuò)散小，相互之間共燒要匹配； 粉體特性應(yīng)利于漿料配制和流延成型等。目前，已有較多的 LTCC相關(guān)文獻(xiàn)和專利報(bào)道。因微波介質(zhì)陶瓷的研究不僅僅涉及 除低燒結(jié)溫度，而且應(yīng)兼顧材料介電特性以及料漿設(shè)備、陶瓷與金屬電級(jí)共燒等工程應(yīng)用方面的問(wèn)題，技術(shù)開發(fā)難度很大。2、LTCC材料體系。微波介質(zhì)材料與器件行業(yè)一方面為了縮小器件的體積而開發(fā)同介電常數(shù)的材料體系，另一方面為 了提高器件的靈敏度

30、而研究高品質(zhì)因子的材料配方，重視器件工作的同溫度性而開發(fā)小諧振頻率溫度系數(shù)的介質(zhì)陶瓷，目前開 發(fā)的可低溫?zé)Y(jié)的材料體系主要有：(1)低介電常數(shù)體系。低介電常數(shù)微波介質(zhì)材料因其微波介電性能好，高頻損耗小，介電常數(shù)小，適合巴侖、濾波器、 天線、模聲等高頻片式元器件和陶瓷基板的設(shè)計(jì)與制造，開始受到人們的普通關(guān)注。介電常數(shù)小于10,特別是介電常數(shù)在4 5 之間的LTCC材料，由于可以發(fā)送信號(hào)延遲，目前主要集中在LTCC基板材料的應(yīng)用上。表1列出了研究較為成熟的基板材料。 我國(guó)近來(lái)也研究出一些低介電常數(shù)的LTCC材料，浙江大學(xué)張啟龍等研究的(Ca1-XMgXSiO3體系，通過(guò)添加CaTiO3 Li2CO

31、3t V2O5等可以在900C燒結(jié)，材料性能優(yōu)良，介電常數(shù)£ =810;品質(zhì)因數(shù)Qf>25000GHZ諧振頻率溫度系數(shù)T f0,該材料能 很好的與 Ag電極匹配，可以用于多層介質(zhì)開線，巴倫、各類濾波器等多層頻率器件設(shè)計(jì)生產(chǎn)。陳湘明等人研究的 xMgO yZnO ZAI2O3體系，得到介電常數(shù)為79, Qf值高達(dá)60, 000160, 000GHZ諧振頻率溫度系數(shù)接近零的微波介質(zhì)材 料，該材料可應(yīng)用于高頻陶瓷電容器、溫度補(bǔ)償陶瓷電容器或微波基板等。目前華中科技大學(xué)的呂文中等人研究的uZnO-vSiO2- WTiO2 uMgO-vSiO2-WCaO-XTiO和uCaO-vWO3WT

32、iO2體系，具有低介電常數(shù)、低損耗與近零諧振頻優(yōu)選法溫度系數(shù)，可用于 通訊系統(tǒng)中介質(zhì)天線、介質(zhì)基板等微波無(wú)器件。國(guó)外一些公司的基板材料公司玻璃介質(zhì)陶J(rèn)瓷填充相導(dǎo)咻£a rc/10-62-1康寧晶化玻璃堇.青石Au523.4杜邦鋁硼硅酸鹽玻璃A2O3Ag、Au787.9杜邦晶化玻璃堇.青石Au4.84.5Hirachi鉛鋁硼硅酸鹽玻璃AC2O3aZr O3Pb/Ag912 -NEC硼硅酸鹽玻璃SO2、堇冃石3 %49澎孔二A氧化硅u294.21.53.2NEC鉛硼硅酸鹽玻璃A2O3 SiO2Ag/Pd787.9Wheest ing)useCuO B2O3 AI2O3玻O璃Au4.69.

33、6Fe?rro晶I化玻璃-APg、Au d/ Ag607.0Fy/ocera鋁1硼硅酸鹽玻璃A2O3Au797.9Fy/ocera鋁1硼硅酸鹽玻璃SiO2Cu5.04.4(2)中介電常數(shù)材料體系。其又可分為: BiNbO4體系。純BiNbO4很難獲得致密陶瓷，通常通過(guò)摻雜燒結(jié)助劑來(lái)改善其燒結(jié)特性，從而提高其微波介電性能。Ko等在BiNbO4中摻入0.07wt%V2O5和0.03wt%CuO即可在900C的低溫下獲得致密的陶瓷，其介電性能為：£ r=44.3 ,Qf=22000GHZ,rf=2p)m/C。研究ZnO-B2O3 ZnO-B2O3-SiO玻璃和B2O3對(duì)BiNbO4燒結(jié)特性

34、和微波性能的影響，發(fā)現(xiàn)各邊助劑 通過(guò)液相燒結(jié)機(jī)制均能除低BiNbO4燒結(jié)溫度至920C,ZnO-B2O3-SiO玻璃和B2O3對(duì)介電性能尤其是Q值影響較大，添加1wt% ZnO-B2O玻璃燒結(jié)的樣品性能最佳，其 汀=41, Qf=13500GHZ但BiNbO4系與Ag電極材料會(huì)發(fā)生界反應(yīng)，導(dǎo)致材料介電性能嚴(yán)重惡化，限制了該材料在多層微波頻率器件中的使用。 Ca(Li1/3Nb2/3),TiO3- S體系。因其具有良好的微波介電性能和較低燒結(jié)溫度(< 1150C)而受到人們廣泛關(guān)注。為了降低該陶瓷體系的燒結(jié)溫度，Choi等在Ca(Li1/3Nb2/3),TiO3- S中摻入0.7wt%的B

35、2O3可將陶瓷燒結(jié)溫度降低至1000C, 獲得介電性能為：汀= 35, Qf=22100GHz,t f=-5.6ppm/C。Liu 等報(bào)道了在 Ca(Li1/3Nb2/3),TiO3- S 中添加2wt%B2O3和6 wt%B2O3進(jìn)一步把陶瓷的燒結(jié)溫度降至920C，獲得陶瓷的介電性能為：汀=43.1 , Qf=10600 GHz,t f=- 10.7ppm/ Co由于B2O3易溶于乙醇等溶劑，并能與PVB(PVA發(fā)生膠凝反應(yīng)，含有B2O3的陶瓷粉料以流延工藝不能獲得 高密度的生瓷帶，這限制了該配方在 LTCC材料中的應(yīng)用。童建喜等在 Ca(Li1/3Nb2,TiO3-S添加2wt%LiF和3

36、wt%ZBS,將陶瓷的燒結(jié)溫度降低到了 900C，獲得陶瓷的介電性能力為：s r=34.28 , Qf=17400 GHz Tf= - 4.6ppm/ C，并經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明 該陶瓷材料可與Ag電極共燒。 MgTiO(M=Mg Zn Ca等)體系。偏鈦酸鎂(MgTiO)具有介電損耗低、頻率溫度系數(shù)小等特點(diǎn)(引入少量 CaTiO可補(bǔ)償頻率溫度系數(shù)至零)，而且其原料豐富，成本低廉，以它為介質(zhì)材料制作的高頻熱補(bǔ)償電容器、多層陶瓷電容器、GPS線及 介質(zhì)濾波器和諧器在通信產(chǎn)業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但其燒結(jié)溫度較高(1400C以上)不易實(shí)現(xiàn)其與銅或銀電極的低溫共燒。Jantunen等將30wt%MgTiQ- C

37、aTiQ基料和7wt%RO區(qū)QSiO2(R=Zn,Ba)玻璃或是相同配方的氧化物混合，實(shí)現(xiàn)了 MgTiO- CaTiQ 在900C下低溫?zé)Y(jié)，獲得最佳介電性能力為：s r=8.5 , Qf=8800 GHz Chen等采用相同方法，按 MgTiO CaTiOs/BaBSiO玻 璃=50 50(vol%)配比，也得到了在900C下燒結(jié)致密的陶瓷，其最佳性能為：s r=13.2 , Qf=10000GHz采用此類方法不足之 處在于大量的玻璃或氧化物的加入，大大的降低了材料的介電性能，而且多種物質(zhì)的相互反應(yīng)造成陶瓷相組成異常復(fù)雜，難以 控制。童建喜等在0.97 MgTiO3-0.03CaTiO3中添

38、加2Owt%L2O-BO-SiO2,陶瓷在890C，獲得陶瓷的介電性能為：s r=16.38 , Qf=11640 GHz t f= - 1.45ppm/ C，并經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明該陶瓷材料可與Ag電極共燒。Zn-TQ2系材料具有較好的微波介電特性，并 且能夠在1000C以下燒結(jié)。為降低Zn-TiO2的結(jié)燒結(jié)溫度，Kim等研究了添加BO3的Zn-TQ2陶瓷特性，添加1wt% BQ,陶瓷在 875C燒結(jié)，獲得的介電性能為：sr=2528, , Qf>20000 GHz t f= -10+10ppm/C。雖然Zn-TQ2的結(jié)燒結(jié)溫度可降低到 LTCC技術(shù)要求，且具有良好的微波性能，但相結(jié)構(gòu)控制困難，

39、且且采用 BO助燒劑的材料配方無(wú)法流延成型。張啟龍等通過(guò)添 加ZnOB2Q-SQ2玻璃，實(shí)現(xiàn)ZnTiQ在900C的低溫?zé)Y(jié)，解決了添加BQ產(chǎn)生的料漿不穩(wěn)定問(wèn)題，已在正原電氣股份有限公司 產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。 ZnNb2O6體系。Zhang等研究了 CuO-B2-V2(Cu BiV)復(fù)合助劑對(duì)ZnNbO燒結(jié)和介電性能的影響。研究表明：CuOBiQ、 VO能與ZnO形成共溶液相，少量復(fù)合助劑能使ZnNbO的致密化溫度由1150C降至870C。添加1.5wt%CuBiV的樣品在890C 燒結(jié)獲得最佳介電性能：s r=32.69 ,Qf=67100GHz zf= - 32.69ppm/C。Kim等研究了 Fe

40、VO對(duì) ZnO-RONbzQ TiQ(R=Sn,Zr,Ce) 介電性能的影響。弓I入RO部分取代TiO2,以調(diào)節(jié)材料的t f值，并添加一定含量的FeVO以實(shí)現(xiàn)陶瓷在900C燒結(jié)致密。在ZnO -Nb2O5- 1.92TiO 2-0.08SnQ 中添加 2 wt% FeVO,陶瓷的微波介電性能最佳：s r=44, Qf=13000 GHz t f= - 9ppm/C。Zhang 等采用相同方法在 ZnO -NbQ 1.92TiO 2-0.08SnQ中添加1.5 wt% CuO -V2O，陶瓷在860C燒結(jié)，獲得的微波介電性能為：s r=42.3 , Qf=9000 GHz t f= 8ppm/

41、C。 BaOTiO2體系。BaO-TiO體系中BaTiQ和Bamd具有優(yōu)異的微波介電性能，但這兩種陶瓷的燒結(jié)溫度都比較高(均高于1350C),目前的研究方法是加入大量燒結(jié)助劑來(lái)降低燒結(jié)溫度，但介電性能大幅度下降。Kim等在BaTi4Q中添加5wtw%Z nO£3 (摩爾比1： 1)玻璃，使燒結(jié)溫度隆至900 C,獲得介電性能為：s r=33, Qf=27000GHz t f= 7ppm/C。Hua ng 等研究了添加BaO- RO- SiO2玻璃的BaTioQo陶瓷性能，陶瓷在900C可以燒結(jié)，微波介電性能為：s r=13.2 , Qf=1150 GHz 采有溶膠一凝膠工藝預(yù)先在Ba

42、TiQo粉體表面鍍上BaTi(BQ)2膜，可阻止陶瓷與玻璃在燒結(jié)過(guò)程中的瓜，保持介電性能的穩(wěn)定。(3)高介常數(shù)材料體系。其又分為：Bi 2O-ZnO-NbO體系。BiQ -ZnO-NbO(簡(jiǎn)稱為BZN陶瓷具有燒結(jié)溫度低、s r高、t f可調(diào)等特點(diǎn)，可與低Pd含量 的Pd-Ag電極漿料甚至純Ag電極漿料共燒，是由我國(guó)首創(chuàng)的一類低溫度燒結(jié)不含鉛的高頻陶瓷材料，剛開始被作為電容器材 料。目前，BZN瓷研究取得圈套進(jìn)展，使原電容器材料作為微波介質(zhì)陶瓷材料成為可能，為微波介質(zhì)材料的探索提供了新的途 徑。Kagata對(duì)BO (CaO,ZnO)-Nb2O5體系也作了系統(tǒng)的研究，組成為 Bi18CaNbd陶瓷

43、在950C下燒結(jié)時(shí)，s r=59, Qf=610 (3.7GH0, t f= 24ppm/ C ;樣品在-2520 C和-2085 C之間的zf值相近，說(shuō)明CaO的加入使材料的t f接近線性關(guān)系； BiO CaO-ZnO-NbO陶瓷燒結(jié)溫度925C，此時(shí)的樣品具有很高的s r和極低的t s r=79, Qf=360(3.2GHz), t£= 1ppm/C。 Choi能使含量增加，有第二相Bi4VO1生成，介電損耗迅速增加。典型的低溫?zé)Y(jié) Bi2(Zn1/3Nb2/3-xVx) Q陶瓷介電性能為： s r=80, Qf=3000 GHz(6GHz,陶瓷與Ag電極共燒情況良好。 Li-N

44、b-Ti體系。Li 2O-NbQTiO 2(簡(jiǎn)稱LNT體系是一類重要的微波介質(zhì)陶瓷材料，在某組分范圍內(nèi)組分能形成固溶體Li1+x-Nb1-x-3y-Tix+4yO 3(簡(jiǎn)稱為M相)，M相具有較低的燒結(jié)的燒結(jié)溫度(1100C)和良好的微波介電特性：£ r=5578, Qf 可達(dá)9000 GHz頻率溫度系數(shù)Tf可調(diào)。管恩祥以B2O3-ZnO-La2O玻璃為燒結(jié)助劑對(duì)Li1.0-NbO.6-TiO.5O3 陶瓷進(jìn)行低溫?zé)?結(jié)研究，陶瓷在900C燒結(jié)，獲得微波介電性能為：汀疋58, Qf4800 GHz, Tf疋11ppm/C。Albina等通過(guò)摻入V2O降低LiQ-NbQ-TiO2燒結(jié)溫度

45、，添加 2wt% VO,燒結(jié)溫度 T<900,獲得介電性能：£ r=66, Qf=3800GHz(5.6 GHz), Tf=11ppm/C, 張啟龍等在Li1.05-Nb0.55-Ti0.55O3 陶瓷中添加1 wt% VQ和5wtw%ZnO-氐SQ2玻璃，陶瓷在900C燒結(jié)，獲得微波介電性 能為：汀=57, Qf=4420GHz t f=3ppm/C，并且陶瓷能與銀電極共燒，由于VO在裝料配制中易引起粘度偏大，料漿不穩(wěn)定現(xiàn) 象，制約該材料的使用。 BaOLndTiO2。BaO-LnO-TiO2系統(tǒng)是目前人們開展研究較多的體系之一。其中Ln為鑭系稀土元素，如La、Pr、NdSm

46、 Eu Gd等。以BaO-LnO-TiO2為基礎(chǔ)，通過(guò)摻雜，改變各組分比例，可得到一系列陶瓷材料。BaO-LnC3-TiO2系統(tǒng)的燒結(jié)溫 度一般在1300C以上，目前進(jìn)行低溫研究較多的有：BaO-NdO-TiO2體系和 BaO-SiO-TiO?體系。O.Dernovsek等人對(duì)BaO-LnO3TiO2 體系材料進(jìn)行了低溫?zé)Y(jié)究 90vol.%BaNdTi 4Od+1wt.%ZnO)/10vol.%BBSZ(BO:Bi 2O:SiO2：ZnO=27:35:26:32,摩 爾比)，在 900C燒結(jié)，其介電性能為： 汀=67, Qf> 1000GHz(6GHz) t f =4ppm/C .陳尚

47、坤等在 Ba4(Nd0.85Bi0.15) 23Ti 18O4 陶瓷中加入 2.5wt.%BaCuOCuO和 5wt.%BaO-BOSiO2,陶瓷在 950燒結(jié)，汀=60.2, Qf=2577GHz(5.6GHz, Tf =25.1ppm/C, 可與Cu電極漿料低溫共燒。In-SunCho等通過(guò)添加鋰硼硅酸鹽玻璃對(duì)BaO- (Nd1-xBix) 2O 4TQ2系陶瓷進(jìn)行低溫化研究。玻 璃助劑Li 2O-BO3-SiO2-AI 2Q-CaO的添加,使BaO-( Nd0.8Bi0.2 ) O - 4TiO2的燒結(jié)溫度由1300C降到900 C,介電性能為；£ r=68,Qf=2200GH

48、z, t f =55ppm/ C。BaO-Sm)-TiO2體系的介電常數(shù) £ r 可達(dá) 70-90.Kyung-Hoom Cho等人通過(guò) BO和 CuO 摻雜對(duì)BaSraTiO陶瓷進(jìn)行低溫?zé)Y(jié)研究.同時(shí)加入10.0mo1%B3和20.0mo1%Cu可使燒結(jié)溫度由1350C降低到870C ,其微波 介電性能為：S r=61.47,Qf=4256GHz, Tf=- 9.25ppmC。Jong-Hoo Paik 等人在 Basn2Ti 4O2 中添加 16.0.mo1%BaCu(2O)(BCB), 在875C燒結(jié),得到陶瓷的介電性能為,s r =60,Qf=4500GHz, t f=- 3

49、0ppm/C。高介微波介陶瓷材料在低溫?zé)Y(jié)方面研究取得了一定的發(fā)展，部分高介入陶瓷的燒結(jié)溫度已降低到C。,但其微波介電 性能破壞較大，同時(shí)存在漿料配制困難、與銀電極發(fā)生界面反應(yīng)等技術(shù)問(wèn)題，真正能使用的材料較少。因此仍需努力尋找新型 低溫?zé)Y(jié)的高介電常數(shù)的微波介質(zhì)陶瓷材料，以便能夠滿足多曾微波器件的需求。3、LTCC材料的應(yīng)用狀況及展望目前，在LTC(技術(shù)產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)下，開發(fā)能與AgA或 Cu低溫共燒的微波介質(zhì)陶瓷材料已取得突破性進(jìn)展，已有較多的LTCC 微波介質(zhì)陶瓷相關(guān)文獻(xiàn)和專利報(bào)道。因LTCC微波介質(zhì)陶瓷的研究不僅僅涉及降低燒結(jié)溫度，而且應(yīng)兼顧材料介電特性以及料 漿制備、陶瓷與金屬電極共燒等工

50、程應(yīng)用方面的問(wèn)題，技術(shù)開發(fā)難度很大：介電性能破壞嚴(yán)重：利用摻雜氧化物、低熔點(diǎn)玻 璃來(lái)實(shí)現(xiàn)微波介質(zhì)陶瓷的低溫?zé)Y(jié)是目前使用最廣泛最有效的方法，但在燒結(jié)溫度大大降低的同時(shí)，也不同程度地降低了材料 的微波介電性能；難以配制粘度適中的料漿：如添加 B2O3 V2O5等燒結(jié)助劑的LTCC材料體系本身介電性能較好，但存在料 漿粘度大、難以流延成型的問(wèn)題；難以保證陶瓷與電極材料的化學(xué)穩(wěn)定性：部分介電性能優(yōu)異的材料體系如BiNbO4存在著與Ag電極發(fā)生界面的反應(yīng)問(wèn)題，金屬離子的擴(kuò)散遷移會(huì)造成器件性能的惡化甚至失效；陶瓷微觀結(jié)構(gòu)缺陷的影響：這將影 響微波器件的電性能。以上諸多因素造成目前微波介電陶瓷材料的研究大

51、多停留在實(shí)驗(yàn)階段，真正具有應(yīng)用價(jià)值的LTCC微波介質(zhì)陶瓷材料不多。Ferro公司擁有(Zr,Sn)TiO3和(Ba,Nb) TiO3兩種體系的LTCC微波介質(zhì)陶瓷，其介電常數(shù)sr分別為37和83。國(guó)內(nèi)正原 電氣股份有限公司擁有自主開發(fā)的介電常數(shù)s r為9和27的LTCC微波材料研究開發(fā)了多種不同設(shè)計(jì)、不同工作頻率的帶通濾 波器、EMI濾波器、平衡濾波器、巴倫、多層天線、天線開關(guān)模塊等微波器件。國(guó)際上有Dupo nt、Ferro、Heraeus三家提供數(shù) 種srv 10的陶瓷生帶，國(guó)內(nèi)開發(fā)LTCC器件的公司和研究所也都在這些生瓷帶，南波電子公司正在用進(jìn)口陶瓷粉料，開發(fā)sr 為9.1、18.0、3

52、7.1、4的三種陶瓷生帶，設(shè)計(jì)研發(fā)不同工作頻率的微波器件。此外，為滿足通信領(lǐng)域能集成化，從單個(gè)器件向由多個(gè)無(wú)源件與有源件組合的功能模塊 (MCM技術(shù)方向發(fā)展需求，不同 低溫共燒陶瓷材料之間實(shí)現(xiàn)多層復(fù)合的技術(shù)是今后發(fā)展趨勢(shì)。目前，Heraeus已開發(fā)出相關(guān)產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)浙江正原電氣股份有限公司也已立項(xiàng)進(jìn)行研究。隨著未來(lái)電子元器件的模塊化以及電子終端產(chǎn)品的過(guò)剩，價(jià)格成本的競(jìng)爭(zhēng)必定會(huì)更加激烈，國(guó)內(nèi)產(chǎn)家最初采用的原料、 設(shè)計(jì)直接從國(guó)外打包進(jìn)口的做法已經(jīng)難以滿足價(jià)格戰(zhàn)的要求。我過(guò)對(duì)LTCC材料的研究明顯落后，開發(fā)、優(yōu)化擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型LTCC材料體系和器件，不僅具有重要的社會(huì)效益而且具有顯著的經(jīng)濟(jì)利益

53、。（二）LTCC系統(tǒng)集成的制作工藝1、制作工作流程LTCC系統(tǒng)集成的制作工藝包括下述幾個(gè)步驟： 電路和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：多層電路圖的設(shè)計(jì)，層間互連孔的設(shè)計(jì)，帶狀線、微帶線的電路模擬、阻抗匹配計(jì)算，信號(hào)延遲串 擾計(jì)算；元器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，散熱計(jì)算熱應(yīng)力分析，可靠性分析。 生片流延：流延漿料配制，載體選擇，除泡技術(shù)，流延片厚度及精度控制，烘干技術(shù)。 打孔，開窗戶、制空腔：采用機(jī)械沖孔或激光打孔。最小孔徑，最小孔距離。大批量、高效率制作層間通孔，保證孔 隙、孔距精度、內(nèi)壁光滑。 漿料填孔；可采用絲網(wǎng)印刷法或注漿法，要保證填孔準(zhǔn)確、飽滿，不陰滲，不串孔。 絲網(wǎng)印刷：絲網(wǎng)印刷精度與漿料類型、粘度、網(wǎng)版類型，脫離高

54、度，印刷壓力，敵板速度及設(shè)備條件等密切相關(guān)。 高分辨率布線：高頻應(yīng)用及高密度封裝均需要高密度布線。死網(wǎng)印刷應(yīng)保證線寬 /線間距達(dá)150/150,通過(guò)光刻，用于 貼裝片式元件的表層厚膜導(dǎo)體，線寬/線間距達(dá)150/150。 定位和層疊：隨著層間孔徑、孔距變小，線寬/間距變細(xì)，對(duì)定位精度提供越來(lái)越高的要求。生片上通孔的多少，印刷 圖形的疏密都對(duì)疊層產(chǎn)生影響。一層的松弛或折疊都會(huì)對(duì)定位精度和疊層。 層壓等靜壓：模壓或等靜壓。壓力、溫度和加壓時(shí)間對(duì)共燒制品的質(zhì)量有很大影響。 脫脂和共燒：脫脂、燒成曲線的確定，收縮率控制，零收縮率燒結(jié)，翹曲度及表面粗糙度保證。 后處理：包括表面導(dǎo)體和電阻體的后燒成，表面貼

55、裝技術(shù)，引線連接（WB、劃片、切分，LTCC模塊檢測(cè)等。 其工藝流程圖如下：庫(kù)2. 1流延流延是一項(xiàng)相當(dāng)精密的工藝，對(duì)于流延后的產(chǎn)品質(zhì)量要求十分嚴(yán)格，以下幾點(diǎn)可供參考：a. 刮刀的表面光潔度流延刮刀一般用工具鋼制成，它的耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)，但需注意保養(yǎng)，每次使用后必須清洗干凈，并防止硬物刮傷 表面，使刮刀保持光滑平整。光滑平整的刮刀是獲得厚度均勻，表面光滑膜帶的關(guān)鍵。b. 漿料槽液面高度漿料槽液面高度提高，漿料槽內(nèi)的壓力增大，使?jié){料通過(guò)刮刀間隙的流入速度增加，流延膜厚度增加，因此維持液面高度均衡一致對(duì)控制流延膜厚度均勻性十分重要。大型的流延設(shè)備中通常需要帶有液面?zhèn)鞲衅?，控制供漿閥門，控制液面

56、高度變 化在最小的幅度。C.漿料的均勻性流延用漿料必須充分分散均勻，當(dāng)有未分散好的硬塊、團(tuán)聚體又未能過(guò)濾掉時(shí)膜帶上就會(huì)產(chǎn)生疤痘狀缺陷，或因干燥燒 成收縮不同產(chǎn)生凹陷。因此必須重視漿料的制備，在使用前必須過(guò)篩去除這些硬塊和團(tuán)聚體。如果漿料中有氣泡，流延前必須 進(jìn)行除泡處理。d. 流延厚度刮刀間隙的厚度與實(shí)際烘干成型厚度，不會(huì)一致，應(yīng)為在烘干過(guò)程中有溶劑等的揮發(fā)，在漿料穩(wěn)定，流延其他條件如流 速，干燥溫度一定的情況下，通常會(huì)有一個(gè)穩(wěn)定的比例。一般可以通過(guò)流延試驗(yàn)得到有效的參數(shù)。e. 制定并執(zhí)行最佳的干燥工藝流延出的漿料膜經(jīng)過(guò)干燥才能從基板上剝落下來(lái)。因此，制定合適的干燥工藝是獲得高質(zhì)量膜帶的重要因

57、素。如果干燥 工藝制定不當(dāng)，流延膜常會(huì)出現(xiàn)氣泡、針孔、皺紋、干裂，甚至不易從基板上脫落等缺陷。制定干燥工藝的原則是：確保溶劑 緩慢發(fā)揮，使膜層內(nèi)溶劑的擴(kuò)散速度與表面揮發(fā)速度趨于一致，防止表面過(guò)早硬化而引起的后期開裂、起泡、皺紋等缺陷2. 2打孔生瓷片上打孔是LTCC多層基板制造中極為關(guān)鍵的工藝技術(shù)，孔徑大小、位置精度均將直接影響布線密度與基板質(zhì)量。在 生瓷片上打孔就是要求在生瓷片上形成（0.10.5） mn直徑的通孔，或生成方孔和異形孔。主要工藝問(wèn)題：1、LTCC基板材料、厚度與沖頭壓力、凹模間隙等關(guān)系；2、位置精度控制。2. 3印刷LTCC基板每層上的電路圖形（包括導(dǎo)帶、電阻、電容、電感等無(wú)源器件）是通過(guò)精密絲網(wǎng)印刷實(shí)現(xiàn)的。影響厚膜圖形質(zhì) 量的關(guān)鍵因素眾多，包括：絲網(wǎng)類型和目數(shù)、乳膠類型、印刷速率、刮板或輾輥的硬度和接觸角度、壓力和絲網(wǎng)的變形量等， 必須嚴(yán)加控制。生瓷片上印刷的導(dǎo)體的厚度比一般厚膜工藝要求的厚度薄一些，各層生瓷片之間的對(duì)位精度要高。主要工藝問(wèn)題：1、導(dǎo)體漿料