LTCC生產(chǎn)方案工藝設(shè)計(jì)和概述部分

1、LTCC生產(chǎn)線工程方案一概述所謂低溫共燒陶瓷（Low-temperaturecofiredceramics,LTCC水，就是將低溫?zé)Y(jié)陶瓷粉制成厚度準(zhǔn)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、精細(xì)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)無源元件埋入其中，然后疊壓在一起，在900燒結(jié)，制成三維電路網(wǎng)絡(luò)的無源集成組件，也可制成內(nèi)置無源元件的三維電路基板，在其外表可以貼裝IC和有源器件，制成無源/有源集成的功能模塊。總之，利用這種技術(shù)可以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（LT

2、CC股術(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，LTCC技術(shù)是無源集成的主流技術(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)品工程包含零組件ponents、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、歐洲國家等各家公司紛紛推出了各種性能的LTCC產(chǎn)品。LTCC在我國XX地區(qū)開展也很快。LTCC在2003年后快速開展，平均增長速度到達(dá)17.7%。國內(nèi)LTCC產(chǎn)品的開發(fā)比國外興旺國家至少落后5年。這主要是由于電子終端產(chǎn)品開展滯后造成的。LTCC功能組件和模塊在民用領(lǐng)域主要用于CSM,CDMA和PH

3、S手機(jī)、無繩、WLAN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)和廠家的售后效勞能力，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、可靠性為原那么，其中在一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)采用了一些國外較先進(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，所以必須由集成供給商統(tǒng)一安裝調(diào)試和培訓(xùn)，并提供長期的工藝和設(shè)備配套效勞。二工程開展的必要性1、國家開

4、展需要。九五期間國家投巨資建立LSI高密度國家重點(diǎn)工業(yè)性試驗(yàn)基地，其目的是進(jìn)展高密度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)化效勞，在試驗(yàn)根底上，盡快建立產(chǎn)業(yè)基地不僅是國家的需要也是市場的需要。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)在不斷迅猛開展，我國的微電子技術(shù)，特別是LSI技術(shù)的開展卻相對(duì)滯后，除管理決策，資金等因素外，封裝技術(shù)的落后，也是一個(gè)重要因素，建立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)國防戰(zhàn)略的需

5、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、市場的需要。2010年后中國集成電路的消費(fèi)將到達(dá)1000億美元，約占世界市場的20%，僅以現(xiàn)在應(yīng)用多的移動(dòng)、筆記本電腦為例，國內(nèi)諸如LCCC的陶瓷封裝產(chǎn)品的需求量10億只以上，用于聲外表波封裝的無引線陶瓷載體，僅京、圳兩家公司年需求量就在1.8億只以上，以目前國內(nèi)兩家企業(yè)一家研究所的生產(chǎn)能力，根本無法滿足市場需求。三工程的技術(shù)支撐四LTCC技術(shù)優(yōu)勢現(xiàn)代移動(dòng)通訊、無線局域網(wǎng)、軍事雷達(dá)

6、等正向小型、輕、高頻、多功能及低本錢化開展，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LowFemperatureCo-FiredCeramic.LTCC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:LowFemperatureCo-FiredCeramic多層基板中的“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下降至1900c以下，從而可以用Cu、Ag、Ag-Pd、Ag-Pt等熔點(diǎn)較低的金屬代替W.Mo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)

7、體布線與玻璃陶瓷一次燒成，便于高密度多層布線。80年代初，低溫共燒陶瓷LTCC材料到達(dá)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X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SIPsysteminapackage統(tǒng)封裝可能包含微波線路、高速數(shù)字電路、低

8、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，加之共燒溫度低，可以用Ag、Ag-Pd、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)到達(dá)一百多層。NTT未來網(wǎng)絡(luò)研究所以LTC

9、C模塊的形式，制作出用于發(fā)送毫米波段60GHz頻帶的SiP產(chǎn)品，尺寸為12mmX1211nlX1.2n,18層布線層由0.1mni><6層0.05mmX12g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卜15um=4、 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，可外表貼裝、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

10、可以制作多種構(gòu)造的空腔?？涨恢锌梢园惭b有源、無源器件；LTCC層內(nèi)可埋置嵌入無源器件；通過減少連接芯片導(dǎo)體的長度及接點(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，簡化與SiP連接的外圍電路設(shè)計(jì)，有效降低電路組裝難度和本錢。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的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

11、SiP同半導(dǎo)體器件間具有良好的熱匹配性能。LTCC的TCE熱膨脹系數(shù)與SkGaAs、InP等的接近，可以在基板上直接進(jìn)展倒芯片flipchip,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)性進(jìn)展。目前，大尺寸，大容量基板可以通過燒結(jié)的控制技術(shù)大批量生產(chǎn)，明顯降低本錢；新的無機(jī)材料配方和工藝可降低高頻損耗，使工作頻率擴(kuò)展到90GHz以上；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具有構(gòu)造相容性，將這些無源器件嵌入LTCC中，

12、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)，特別適合于射頻、微波、毫米波器件等。目前，隨著電子設(shè)備向輕、薄、短、小方向的開展，設(shè)備工作頻率的提高如手機(jī)從目前的400900MHz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)勢成為無線通信、軍事及民用等領(lǐng)域重要開展方向之一。下表列出了

13、使用頻率X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ECU©部和用其高密度、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。高頻部件VC,TCXO等對(duì)于進(jìn)入GHz頻帶的超高頻通信，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HEMTD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)，而且具備低本錢，大批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢。它符

14、合無線通信產(chǎn)品向輕、薄、短、小方的向開展的趨勢，而成為近年來研究的熱點(diǎn)。LTCC技術(shù)的成熟為介質(zhì)芯片天線的開展提供了強(qiáng)大的動(dòng)力。3、多芯片組件Multi-ChipModulesMCM。利用低介電常數(shù)的LTCC材料，與Ag、Ag-PdAg-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)外表貼裝將無源片式元件和多個(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-ChipModulesMCM。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100MHz的超高速芯片來說，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

15、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。以前由于本錢昂貴，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)步及本錢的降低，MCM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。MCM在各種不同領(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：、無線電、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

16、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、無源器件嵌入式系統(tǒng)封裝SysteminaPackage,Sip板。利用低介電常數(shù)的LTCC基板和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)有的無源元件，可將四大無源元件，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，與外表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、XX性，特別適用于移動(dòng)通信、軍事雷達(dá)、航空航天等領(lǐng)域一國內(nèi)外市場我們已經(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)國家把半

17、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、高頻率、超高I/0端子數(shù)方向開展，大規(guī)模集成電路LSI高密度陶瓷封裝的應(yīng)用將越來越廣泛。1、電子封裝市場前景方面。目前國內(nèi)每年大約需要140億片芯片，而國內(nèi)能供給的才20%。據(jù)估計(jì)，2010年后，中國集成電路的年消費(fèi)將到達(dá)1000億美元，約占當(dāng)時(shí)世界市場的20%，假設(shè)其中50%用于電子封裝，那么年產(chǎn)值將到達(dá)幾千億人民幣。2、HTCC高溫共燒多層基板和ALN基板的市場前景方面。HTCC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)度高、熱導(dǎo)性能好，有廣泛

18、的用途。目前國內(nèi)對(duì)HTCC基板和ALN基板的年需求量已分別超過100萬itf和5萬itf,市場前景廣闊。3、 LTCC低溫共燒多層基板的市場前景方面。LTCC低溫共燒多層基板除可用于DIP、LCCC、PGA、QFP、BGA、CSP、MCM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、無線電通訊、微波通訊、雷達(dá)、播送和其他通訊、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X圍會(huì)急速擴(kuò)大。4、 LCCC的市場前景方面。LCCC一元引線陶瓷片式載體，主要用于晶體振蕩器和

19、聲外表波濾波器表貼化外殼即使用LCCC進(jìn)展封裝；由于晶體振蕩器和聲外表波濾波器應(yīng)用極廣，需要量極大。而且隨著高產(chǎn)量和高性能的需求；對(duì)LCCC的需求量也直線上升。通信和信息工業(yè)的迅速開展，有力帶動(dòng)了晶體振蕩器市場的增長，其產(chǎn)品也日趨小型化、外表貼裝化和高精度化。近兩年由于應(yīng)用面不斷擴(kuò)展和需求量的增多，造成市場供給緊缺，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，今年的需求將繼續(xù)增加，特別是外表安裝款式的產(chǎn)品。XX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XX島有10家，它們側(cè)重生產(chǎn)高檔級(jí)外表安裝型

20、SPXO產(chǎn)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)外表安裝振蕩器的需求將急速增長，今年的增長率將到達(dá)50%，其中移動(dòng)的需求將增長100%、筆記本電腦的需求將增長40%、臺(tái)式電腦將增長20%。XX產(chǎn)品的出口率也將大幅度增長，主要市場是美國、歐州、日本、韓國和新加坡。今年出口預(yù)計(jì)將增長30%40%。隨著需求的增長，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，特別是外表安裝款式的產(chǎn)品，USI公司外表安裝型晶體振蕩器，其生產(chǎn)能力將增加一倍、HOSONIC公司于今年初生產(chǎn)外表安裝款式產(chǎn)品，小型化和外表安裝型晶體振蕩器是XX開展的主要趨勢。VCXO型現(xiàn)

21、在流行7.25mmx5.0mmx1.0mm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)電路等方面，1998年以來，共應(yīng)用日趨火爆，目前新型VCXO的尺寸是6.0mmx3.5mmx1.0mmfl5.0mmx3.0mmx1.0mPXO外表安裝型最小尺寸為6.0mmx3.5mmx1.0mm5.0mmx3.5mmx112mm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)和個(gè)人數(shù)字助理PDA等便攜式電子產(chǎn)品的迅速開展，也刺激了XX市場對(duì)晶體振蕩器的強(qiáng)烈需求，尤其是TCXO及VCXO等高檔級(jí)產(chǎn)品。一些廠商如Interguip公司正在積極開發(fā)OCXO產(chǎn)品，下半年將增加VCXO外表安裝型產(chǎn)品

22、的生產(chǎn)。VCXO產(chǎn)品的需求呈快速增長趨勢，主要用于播送衛(wèi)星接收機(jī)。今年許多制造商調(diào)整產(chǎn)品構(gòu)造，轉(zhuǎn)向VCXO及OCXO等高精度產(chǎn)品的生產(chǎn)，其產(chǎn)品增長將超過300%；標(biāo)準(zhǔn)鐘表振蕩器的需求增長大約20%-30%小型化及表貼化也是XX的開展趨勢。目前XX的種表振蕩器最小尺寸作到3xgm,精度100Ppm要求到達(dá)50PPm.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，主要生產(chǎn)國是日本、德國和美國。我國開發(fā)SAW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)歷。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

23、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)AttedBustimessInlelligenceInC測，2010年晶體振蕩器外殼，世界需求量在6億只左右，又據(jù)我國權(quán)威人士預(yù)測計(jì)，我國用于手機(jī)于P汽車電子領(lǐng)域的晶振封裝201W需求在1.6-2.4乙只，以后仍以年15%-30%勺速度遞增，國內(nèi)主要需求廠商如下：XX南玻集團(tuán)公司聲外表波器件封裝用陶瓷基座LCCC-4B年需求約9億只；XX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1000萬只；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4000萬只；歐克通信器材XX晶體振蕩器陶瓷基座年需求量約600萬只；XX華聯(lián)興

24、電子XX晶振、諧振、聲外表波器件用陶瓷基座年需求量2000萬只；XX水晶電子集團(tuán)公司晶振、諧振器件用陶瓷基座年需求量1000萬只；其它還有長峰聲外表波公司、XX三澤聲外表波公司、航天總么司203所、23所、XX東光電子公司、XX晶源電子股份XX等都有不同數(shù)量陶瓷外殼的需求?？梢?，僅移動(dòng)用表貼型封裝的無引線陶瓷芯片載體LCCC就有一個(gè)巨大的市場。而以表貼型LCCC外殼職代金屬外殼的石英晶體振蕩器、諧振器和聲外表波濾波器的封裝那么更是款來的、巨大的潛在市場。5、CSP及MCM封裝的市場前景方面。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60%,2010年后，電子封裝將是CSP和MC

25、M的天下，其市場前景不可估量。目前國外一些大公司正在進(jìn)展從DIP、QFL、PGA等向BGA、CSP、MCM封裝的改型工作。、二國內(nèi)集成電路陶瓷封裝生產(chǎn)現(xiàn)狀目前，國內(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)的國外先進(jìn)設(shè)備較閩航少，宜興總廠引進(jìn)的是國外二手設(shè)備，技術(shù)相對(duì)落后。到目前為止尚無一家實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。國內(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，由國家定點(diǎn)的大規(guī)模集成電路高密度封裝國家試驗(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

26、信息產(chǎn)業(yè)部電子第十三所。從這幾年公司的開展來看，閩航電子器件公司具有明顯的優(yōu)勢，該公司是XXXX無線電三廠與航天部771研究所合資建立的部省聯(lián)營企業(yè)，于2000年1月通過國家計(jì)委驗(yàn)收并授予“大規(guī)模集成電路高密度封裝國家重點(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，在承當(dāng)國家從“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)品試制工程中取得顯著成績，并有多項(xiàng)成果填補(bǔ)國家空白，屢次受到國家和XX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。目前，在技術(shù)產(chǎn)業(yè)

27、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)問題，并取提突破性進(jìn)展。目前，LTCC材料在日本、美國等興旺國家已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化、系列化和可進(jìn)展地材料設(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；美國國家半導(dǎo)體Dupont、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)、材料來源及規(guī)格主導(dǎo)權(quán)方面均占優(yōu)勢。相比之下，我國的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，為LTCC產(chǎn)業(yè)的開發(fā)奠定

28、根底。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950；介電常數(shù)和介電損耗適當(dāng)，一般要求Q值越來越好；諧振頻率的溫度系數(shù)Tf應(yīng)小；陶瓷與內(nèi)電極材料等無界面反響，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而研究高品質(zhì)因子的材料配方，重視器件工作的

29、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，開場受到人們的普通關(guān)注。介電常數(shù)小于10,特別是介電常數(shù)在45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。我國近來也研究出一些低介電常數(shù)的LTCC材料，XX大學(xué)X啟龍等研究的Ca1-XMgXSiO3體系，通過添加CaTiO3Li2CO3tV2O5等可以在900c燒結(jié)，材料性能優(yōu)良，介電常數(shù)&#

30、163;=8何；品質(zhì)因數(shù)Qf>25000GHZ,諧振頻率溫度系數(shù)Tf0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-yZnOzAl2O琳系，得到介電常數(shù)為79,Qf值高達(dá)60,000-160,000GHZ,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-XTiO2和uCaO-vWO3-WTiO2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

31、質(zhì)天線、介質(zhì)基板等微波無器件。國外一些公司的基板材料公司玻璃介質(zhì)陶瓷填充相導(dǎo)體erac/10-6C-1>T晶化玻璃堇目右Au5.23.4杜邦鋁硼硅酸鹽玻璃Al2O3Ag、Au7.87.9杜邦晶化玻璃堇目右Au4.84.5Hirachi鉛鋁硼硅酸鹽玻壬無Al2O3、司CaZrO3Pb/Ag912一NEC硼硅酸鹽玻璃SiO2、18%49核孔二氧化彳至Au2.94.21.53.2NEC鉛硼硅酸鹽玻璃Al2O3、SiO2Ag/Pd7.87.9WestinghouseCuO、B2O3、Al2CSiO2Au4.69.6Ferro晶化玻璃一Ag、AuPd/Ag607.0Fyocera鋁硼硅酸鹽玻璃Al

32、2O3Au7.97.9Fyocera鋁硼硅酸鹽玻璃SiO2Cu5.04.42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，通常通過摻雜燒結(jié)助劑來改善其燒結(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%CuQ即可在900c的低溫下獲得致密的陶瓷，其介電性能為：Sr=44.3Qf=22000GHZ,rf=2ppm/研ZnO-B2O3,ZnO-B2O3-SiO2玻璃和B2O3XBiNbO4燒結(jié)特性和微波性能的影響，發(fā)現(xiàn)各邊助劑通過液相燒結(jié)機(jī)制均能除低BiNbO4燒結(jié)溫度至920C,ZnO-B2O3-SiO2玻璃和B2

33、O3對(duì)介電性能尤其是Q值影響較大，添加1wt%ZnO-B2O3玻璃燒結(jié)的樣品性能最正確，其£r=41,Qf=13500GHZ。但BiNbO4系與Ag電極材料會(huì)發(fā)生界反響，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淋系。因其具有良好的微波介電性能和較低燒結(jié)溫度(w1150C)而受到人們廣年注。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%勺B2O3可將陶瓷燒結(jié)溫度降低至1000c獲得介電性能為：£r§5,Qf=22100GHz,tf5.6ppm/CL

34、iu等報(bào)道了在Ca(Li1/3Nb2/3),TiO3-S中添力口2wt%B2O3和6wt%B2O4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：£r=43.Qf=,10600GHz,t徉0.7ppm/o由由2O3易溶于乙醇等溶劑，并能與PVB(PVA)發(fā)生膠凝反響，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(Li1/3Nb2/3),TiO3-S添加2wt%LiF和3wt%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：£r=34.2Qf=17400GHz,tf=4.6ppm/C,并經(jīng)實(shí)

35、驗(yàn)證明該陶瓷材料可與Ag電極共燒。MgTiQ(M=Mg、Zn、Ca等淋系。偏鈦酸鎂MgTiOs具有介電損耗低、頻率溫度系數(shù)小等特點(diǎn)引入少量CaTid可補(bǔ)償頻率溫度系數(shù)至零，而且其原料豐富，本錢低廉，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天線及介質(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1上，不易實(shí)現(xiàn)其與銅或銀電極的低溫共燒。Jantunen等將30wt%MgTiOa-CaTQ基料和7wt%RO-B2O3-SiQ(R=Zn,Ba波璃或是一樣配方的氧化物混合，實(shí)現(xiàn)了MgTiO3-CaTiQ在900c下低溫?zé)Y(jié)，獲得最正確介電性能力為：Sr=Qf=8800GH

36、z。Chen等采用一樣方法，按MgTiO3-CaTiOyBaBSiO玻璃=50：50(vol%田比，也得到了在900c下燒結(jié)致密的陶瓷，其最正確性能為：£Qf=1r=00i02GHz。采用此類方法缺乏之處在于大量的玻璃或氧化物的參加，大大的降低了材料的介電性能，而且多種物質(zhì)的相互反響造成陶瓷相組成異常復(fù)雜，難以控制。童建喜等在0.97MgTiO3-0.03CaTiO并添加20wt%Li2O-B2O3-SiQ,陶瓷在890C,獲得陶瓷的介電性能為：£r=16.38f=1,1640GHz,tf=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-TiO2系材料具有

37、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B2O3的Zn-TiO2陶瓷特性，添加1wt%BO3,陶瓷在875c燒結(jié)，獲得的介電性能為：£28,r=Q5>20000GHztf=1g+10ppm/C。雖然Zn-TiO2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，但相構(gòu)造控制困難，且且采用B2O3助燒劑的材料配方無法流延成型。X啟龍等通過添加ZnO-B2O3-SiQ玻璃，實(shí)現(xiàn)ZnTiO3在900c的低溫?zé)Y(jié)，解決了添加B2O3產(chǎn)生的料漿不穩(wěn)定問題，已在正原電氣股份XX產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。ZnNb2O6體系。Zhang

38、等研究了CuO-BbO3-V2O5(CuBiV)復(fù)合助劑對(duì)ZnNbzOe燒結(jié)和介電性能的影響。研究說明：CuO、BizOcV2O5能與ZnO形成共溶液相，少量復(fù)合助劑能使ZnNb6的致密化溫度由1150c降至870C。添力口1.5wt%CuBiV的樣品在890c燒結(jié)獲得最正確介電性能：£r=32.69Qf=67100GHz,tf=32.69ppm/C。Kim等研究了FeVO4XZnO-ROz-NbzOs-TiO(R=Sn,Zr,Ca電性能的影響。引入RO2局部取代TiO2,以調(diào)節(jié)材料的。值，并添加一定含量的FeVO4以實(shí)現(xiàn)陶瓷在900c燒結(jié)致密。在ZnO-NbzOs-1.92TiO-

39、0.08SnO中添加2wt%FeVO與陶瓷的微波介電性能最正確：£r=44Qf=13000GHz,tf=9ppm/C°Zhang等采用一樣方法在ZnO-NbQ5-1.92TiQ0.08SnQ中添加1.5wt%CuO-VO5,陶瓷在860c燒結(jié)，獲得的微波介電性能為：£r=42.3Qf=9000GHz,tf=8ppm/C。BaOTiO2體系。BaO-TiO2體系中BaT4O9和BaTigOz。具有優(yōu)異的微波介電性能，但這兩種陶瓷的燒結(jié)溫度都比擬高均高于1350，目前的研究方法是參加大量燒結(jié)助劑來降低燒結(jié)溫度，但介電性能大幅度下降。Kim等在BaTi4O9中添加5wt

40、w%ZnO-B2O3摩爾比1:1玻璃，使燒結(jié)溫度隆至900C,獲得介電性能為：£r=33,Qf=27000GHz,tf=7ppm/Huang等研究了添加BaO-B2O3-SiQ玻璃的BaTigOz。陶瓷性能，陶瓷在900c可以燒結(jié)，微波介電性能為：£Qfl=1250,GHz。采有溶膠一凝膠工藝預(yù)先在BaTi9O20粉體外表鍍上BaTi(BO)2膜，可阻止陶瓷與玻璃在燒結(jié)過程中的瓜，保持介電性能的穩(wěn)定。3高介常數(shù)材料體系。其又分為：B2O3-ZnO-Nb2O5體系。Bi2O3-ZnO-Nb2O5(簡稱為BZN)陶瓷具有燒結(jié)溫度低、er高、?？烧{(diào)等特點(diǎn)，可與低Pd含量的Pd-A

41、g電極漿料甚至純Ag電極漿料共燒，是由我國首創(chuàng)的一類低溫度燒結(jié)不含鉛的高頻陶瓷材料，剛開場被作為電容器材料。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)B2O3(CaO,ZnO)-Nb2O5體系也作了系統(tǒng)的研究，組成為Bi18CaNb1Q65陶瓷在950c下燒結(jié)時(shí)，£r=59Qf=6103.7GHz，tf=24ppm/祥昴在-2520c和2085c之間的。值相近，說明CaO的參加使材料的。接近線性關(guān)系；Bi2O3-CaO-ZnO-Nb2O5陶瓷燒結(jié)溫度925C,此時(shí)的樣品具有很高的e和極低的t混r=79

42、Qf=3603.2GHz，tf=1ppm/Choi能使含量增加，有第二相Bi4V2O11生成，介電損耗迅速增加。典型的低溫?zé)Y(jié)Bi2(Zn1/3Nb2/3-xVx)2O7陶瓷介電性能為：£r=80Qf=3000GHz6GHz，陶瓷與Ag電極共燒情況良好。Li-Nb-Ti體系。Li2O-Nb2O5-TiO2(簡稱LNT)體系是一類重要的微波介質(zhì)陶瓷材料，在某組分X圍內(nèi)組分能形成固溶體Li1+x-Nb1-x-3y-Tix+4yQ簡稱為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=57B,9f可達(dá)9000GHz,頻率溫度系數(shù)?？烧{(diào)。管恩祥以B2O3-Z

43、nO-La2O3玻璃為燒結(jié)助劑對(duì)Li1.0-Nb0.6-Ti0.5O3匐瓷進(jìn)展低溫?zé)齔研究，陶瓷在900c燒結(jié)，獲得微波介電性能為：£r弋58GHQf弋4800tf弋11ppm/Albina等通過摻入V2O5降低LizO-NbaORiOz燒結(jié)溫度，添加2wt%V2O5,燒結(jié)溫度T<900,獲得介電性能：sr=Qf=3800GHz5.6GHz，tf=11ppm/X啟龍等在Li1.05-Nb0.55-Ti0.55O陶瓷中添加1wt%V2O5和5wtw%ZnO-B2O3-SiQ玻璃，陶瓷在900c燒結(jié)，獲得微波介電性能為：£r=57Qf=4420GHz,tf=3ppm/C,

44、并且陶瓷能與銀電極共燒，由于V2O5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。BaO-Ln2O3-TiO2。BaO-Ln2O3-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、Nd、SmEu、Gd等。以BaO-Ln2O3TiO2為根底，通過摻雜，改變各組分比例，可得到一系列陶瓷材料。BaO-Ln2O$TiO2系統(tǒng)的燒結(jié)溫度一般在1300c以上，目前進(jìn)展低溫研究較多的有：BaO-Nd2O3-TiO2體系和BaO-Sm2O3-TiO2體系。O.Dernovsek等人對(duì)BaO-Ln2O3-TiO2體系材料進(jìn)展了低溫?zé)Y(jié)究90vol.%BaNdT

45、i4O12(+1wt.%ZnO)/10vol.%BBSZ(RO3：Bi2O3：SiQ:ZnO=27:35:26:3摩爾比)，在900c燒結(jié)，其介電性能為：sr=67Qf>1000GHz(6GHz),r=4ppm/C.陳尚坤等在Ba4(Nd0.85Bi0.15)/3Ti18O54陶瓷中參加2.5wt.%BaCuO-CuO和5wt.%BaO-RO3-SiO2,陶瓷在950燒結(jié)，e=60.2,Qf=2577GHz(5.6GHz),r=25.1ppm/C,可與Cu電極漿料低溫共燒。In-SunCho等通過添加鋰硼硅酸鹽玻璃對(duì)BaONd1-xBix2O34TiO2系陶瓷進(jìn)展低溫化研究。玻璃助劑Li

46、2O-B2O3-SiO2-Al2O3-CaO的添加使BaONd0.8Bi022。3。4TiQ的燒結(jié)溫度由1300c降到900C,介電性能為；£r=68,Qf=2200GH注55ppm/C。BaO-SmO3-TiO2體系的介電常數(shù)eM達(dá)70-90.Kyung-HoomCho等人通過B2O3和CuO摻雜對(duì)BaSmTi4Oi2陶瓷進(jìn)展低溫?zé)Y(jié)研究同時(shí)參加10.0mo1%B03和20.0mo1%CuOST使燒結(jié)溫度由1350C降低到870c,其微波介電性能為er=61.47,Qf=4256GHz,用.25ppmC。Jong-HooPaik等人在Basn2Ti4O12中添力口16.0.mo1%

47、BaCu(2O5)(BCB)在875c燒結(jié)得到陶瓷的介電性能為£r=60,Qf=4500GHz,-30Ppm/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開展,局部高介入陶瓷的燒結(jié)溫度已降低到。,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)生界面反響等技術(shù)問題，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LTCC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

48、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程應(yīng)用方面的問題，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、難以流延成型的問題；難以保證陶瓷與電極材料的化學(xué)穩(wěn)定性：局部介電性能優(yōu)異的材料體系如BiNbO4存在著與Ag電極發(fā)生界面的反響問題，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

49、觀構(gòu)造缺陷的影響：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)e分別為37和83。國內(nèi)正原電氣股份XX擁有自主開發(fā)的介電常數(shù)e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。國際上有Dupont、FerretHeraeus家提供數(shù)種er你的陶瓷生帶，國內(nèi)開發(fā)LTCC器件的公司和研究所也都在這些生瓷帶，南波

50、電子公司正在用進(jìn)口陶瓷粉料，開發(fā)e為9.1、18437.14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)無源件與有源件組合的功能模塊MCM技術(shù)方向開展需求，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)是今后開展趨勢。目前，HeraeuQ開發(fā)出相關(guān)產(chǎn)品，國內(nèi)XX正原電氣股份XX也已立項(xiàng)進(jìn)展研究。隨著未來電子元器件的模塊化以及電子終端產(chǎn)品的過剩，價(jià)格本錢的競爭必定會(huì)更加劇烈，國內(nèi)產(chǎn)家最初采用的原料、設(shè)計(jì)直接從國外打包進(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

51、重要的社會(huì)效益而而具有顯著的經(jīng)濟(jì)利益。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：電路和構(gòu)造設(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?dāng)_計(jì)算；元器件的構(gòu)造設(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

52、、網(wǎng)版類型，脫離高度，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、燒成曲線確實(shí)定，收縮率控制，零收縮率燒結(jié)，翹曲度及外表粗糙度保證。后處理：包括外表導(dǎo)體和電阻體的后燒成，外表貼

53、裝技術(shù)，引線連接WB、劃片、切分，LTCC模塊檢測等。其工藝流程圖如下：2.1流延流延是一項(xiàng)相當(dāng)精細(xì)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.刮刀的外表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，但需注意保養(yǎng)，每次使用后必須清洗干凈，并防止硬物刮傷外表，使刮刀保持光滑平整。光滑平整的刮刀是獲得厚度均勻，外表光滑膜帶的關(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，控制液面高度變化在最小

54、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)聚體又未能過濾掉時(shí)膜帶上就會(huì)產(chǎn)生疤痘狀缺陷,或因枯燥燒成收縮不同產(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)展除泡處理。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，枯燥溫度一定的情況下，通常會(huì)有一個(gè)穩(wěn)定的比例。一般可以通過流延試驗(yàn)得到有效的參數(shù)。e.制定并執(zhí)行最正確的枯燥工藝流延出的漿料膜經(jīng)過枯燥才能從基板上剝落下來。因此，制定適宜的枯燥工藝是獲得高質(zhì)量膜帶的重要因素。如果枯燥工藝制定不當(dāng)

55、，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。制定枯燥工藝的原那么是：確保溶劑緩慢發(fā)揮，使膜層內(nèi)溶劑的擴(kuò)散速度與外表揮發(fā)速度趨于一致，防止外表過早硬化而引起的后期開裂、起泡、皺紋等缺陷22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0.10.5mm直徑的通孔，或生成方孔和異形孔。主要工藝問題：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、電感等無源器件是通過精細(xì)絲網(wǎng)印刷實(shí)現(xiàn)的。影響厚膜圖

56、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。主要工藝問題：1、導(dǎo)體漿料的性能觸變性和流動(dòng)性2、絲網(wǎng)X力、刮板速度、刮板角度和接觸距離等印刷工藝參數(shù)控制2 4小孔填充小孔填充是為了填充生陶瓷片上的通孔，目前有兩種方法，但在小孔比擬小或要求比擬高的場合一般都運(yùn)用專業(yè)的小孔機(jī)。3 5疊片疊片也是LTCC生產(chǎn)中一道很重要的工序，疊片時(shí)除要求嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)順序外，還要求準(zhǔn)確定位，以確保個(gè)層之間圖形的對(duì)準(zhǔn)準(zhǔn)確。批量生產(chǎn)中生瓷片上的定位孔是一

57、種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，無論基板尺寸的大小，在打孔，金屬化，疊片，熱壓等工序中，都使用同樣大小的基片，同樣大小的和位置的定位孔。4 6熱壓等靜壓成型是干壓成型技術(shù)的一種新開展，但模型的各個(gè)面上都受力，故優(yōu)于干壓成型。該工藝主要是利用了液體或氣體能夠均勻地向各個(gè)方向傳遞壓力的特性來實(shí)現(xiàn)坯體均勻受力5 7燒結(jié)影響燒結(jié)質(zhì)量的因素主要有原料粉末的粒度，燒結(jié)溫度，燒結(jié)時(shí)間，燒結(jié)氣氛等，通常用以下物理指標(biāo)來衡量物料燒結(jié)質(zhì)量的好壞:收縮率，機(jī)械強(qiáng)度，容重和氣孔率2、采用的材料、工藝、技術(shù)采用的工藝有：先進(jìn)的水溶性漿料流延新工藝；低溫觀TCC§新工藝。采用的技術(shù)有：新品CAD設(shè)計(jì)軟件及應(yīng)用技術(shù)包括LCCC、BGA、MCM;LCCC大批量生產(chǎn)技術(shù)及C