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.概述所謂低溫共燒瓷(Low-temperature cofired ceramics,LTCC)技術(shù)，就是將低溫?zé)Y(jié)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900C燒結(jié)，制成三維電路網(wǎng)絡(luò)的無源集成組件，也可制成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)封裝有多種方法，主要有低溫共燒瓷

2、(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)是無源集成的主流技術(shù)。LTCC整合型組件包括各種基板承載或埋各式主動(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丨與模塊modules。LTCC低溫共燒瓷)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)地區(qū)開展也很快。LTCC在 2003年后快速開展，平均增長(zhǎng)速度到達(dá)17.7%國(guó)LTCC產(chǎn)品的開發(fā)比國(guó)外興旺國(guó)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CSMCDMA口

3、PHS手機(jī)、無繩、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(guó)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(zhǎng)期的工藝和設(shè) 備配套效勞。二工程開展的必

4、要性1、國(guó)家開展需要。九五期間國(guó)家投巨資建立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)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(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)在不斷迅猛開展，我國(guó) 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(guó)集成線路 行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，具有十分重要的意義。

5、3、21世紀(jì)國(guó)防戰(zhàn)略的需要。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)將到達(dá)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)、筆記本電腦為例，國(guó)諸如LCCC勺瓷封裝產(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)兩家企業(yè)一家研究所的生產(chǎn)能力，根本無法滿足市 場(chǎng)需求。三工程的技術(shù)支撐四LTCC技術(shù)優(yōu)勢(shì)現(xiàn)代移動(dòng)通訊、無

6、線局域網(wǎng)、軍事雷達(dá)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。而采取低溫共燒瓷Low Femperature Co-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)集成的低溫共燒瓷LTCC: Low Femperature Co-Fired Ceramics多層基板中的"共燒"有兩 層意思。其一是玻璃與瓷共燒，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，

7、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 線與玻璃一瓷一次燒成，便于高密度多層布線。80年代初，低溫共燒瓷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、硬盤讀寫放大器等。低溫共燒瓷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)可以在很大的圍變動(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SIPsystem in

8、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

9、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LTCC模塊的形式，制作出用于發(fā)送毫米波段60GH瀕帶的SiP產(chǎn)品，尺寸為12mmX 12 mmX 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1015um4、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

10、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可以制作多種構(gòu)造的空腔?？涨恢锌梢园惭b有源、無源器件；LTCC層可埋置嵌入無源器件； 通過減少連接芯片導(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

11、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)展倒芯片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

12、基板的高 密度性；平面電阻，電容，電感材料與LTCCM有構(gòu)造相容性，將這些無源器件嵌入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 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400900MH捉高到1.6GHz甚至3040GHZ,以及軍用設(shè)備向民用設(shè)

13、備的轉(zhuǎn)化， LTCC多層基板將以其極大的優(yōu)勢(shì)成為無線通信、軍事及民用等領(lǐng)域重要開展方向之一。下表列出了使用頻率圍及 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

14、 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(shì)。 它符合無線通信產(chǎn)品向輕、薄、短、小方的向開展的趨勢(shì)，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-Chip Modules, MCMl利用低介電常數(shù)的LTCC材料，與Ag、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)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-Chip Modules, MCMl與單芯片封裝相比，MC可保證IC元 件間

15、的布線最短。這對(duì)于時(shí)鐘頻率超過100MHZ勺超高速芯片來說，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，最初是用于軍事。當(dāng)時(shí)是將裸芯片直接實(shí)裝在 PCE上，或是多層金屬一瓷共燒基板上；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層瓷基板上，稱之為熱導(dǎo)組 件TCM。以前由于本錢昂貴，MC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，MC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：、無線電 、通信設(shè)

16、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F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

17、靠性、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)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、高頻率、超高I/0端子數(shù)方向開展，大規(guī)模集成電路LSI高密度瓷封裝的 應(yīng)用將越來越廣泛。1、電子封裝市場(chǎng)前景方面。目前國(guó)每年大約需要140億片芯片，而國(guó)能供給的才20%據(jù)估計(jì)，2010年后, 中國(guó)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(chǎng)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

18、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。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，有廣泛的用途。目前國(guó)對(duì) HTC（基板和ALN基板的年需求量已分別超過100萬怦和5 萬怦，市場(chǎng)前景廣闊。3、 LTCC低溫共燒多層基板的市場(chǎng)前景方面。LTCC低溫共燒多層基板除可用于DIP、LCCC PGA QFP BGA CSP MCI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

19、。隨著數(shù)字化技術(shù)的普及和工作頻率的提高，LTCC的應(yīng)用圍會(huì)急速擴(kuò)大。4、LCCC勺市場(chǎng)前景方面。LCC（一元引線瓷片式載體，主要用于晶體振蕩器和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勺需求量也直線上升。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(chǎng)的增長(zhǎng)，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(chǎng)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TCX（型晶體振蕩器 更為緊缺。據(jù)專家預(yù)測(cè)，今

20、年的需求將繼續(xù)增加，特別是外表安裝款式的產(chǎn)品。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，在島有10家，它們側(cè)重生產(chǎn)高檔級(jí)外表安裝型SPXC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(zhǎng)，今年的 增長(zhǎng)率將到達(dá)50%其中移動(dòng)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%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、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，特別是外表安裝款式的產(chǎn)品，USI公司外表安裝型晶體振

21、蕩器，其生產(chǎn)能力將增加一倍、HOSONI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 晶體振蕩器是開展的主要趨勢(shì)。VCXOI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6.0mnK 3.5mnK 1.0mm 和5.0mnK 3.0mnK 1.0mm SPXO 外表安裝型最小尺寸為6.0mnK 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)和個(gè)人數(shù)字助理PDA等便攜式電子產(chǎn)品的迅速開展，也刺激了市場(chǎng)對(duì)晶體振蕩器的強(qiáng)烈需求，尤其 是TCXO

22、VCXO高檔級(jí)產(chǎn)品。一些廠商如Interguip公司正在積極開發(fā)OCX產(chǎn)品，下半年將增加VCX0卜表安 裝型產(chǎn)品的生產(chǎn)。VCXO"品的需求呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，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 OCX潯高精度產(chǎn)品的生產(chǎn)，其產(chǎn)品增長(zhǎng)將超過300%標(biāo)準(zhǔn)鐘表振蕩器的需求增長(zhǎng)大約20%-30%小 型化及表貼化也是的開展趨勢(shì)。目前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(shì)，主要生產(chǎn)國(guó)是日本、 德國(guó)和美國(guó)。我國(guó)開發(fā)SAW濾波器已有30多年時(shí)間，科研生間單位30多家，

23、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 Bustimess InlelligeneeInc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)主要需求廠商如下：南玻集團(tuán)公司聲外表波器件封裝用瓷基座LCCC-4B年需求約9億只；英達(dá) 利公司石英晶體振蕩器封裝用瓷基座LCCC-4B年需求不少于1000萬只；七0七廠溫度補(bǔ)

24、償型晶體振蕩器、及 諧振器瓷基座年需求量4000萬只；歐克通信器材晶體振蕩器瓷基座年需求量約600萬只；華聯(lián)興電子晶振、諧振、 聲外表波器件用瓷基座年需求量2000萬只；水晶電子集團(tuán)公司晶振、諧振器件用瓷基座年需求量 1000萬只；其 它還有長(zhǎng)峰聲外表波公司、三澤聲外表波公司、航天總么司 203所、23所、東光電子公司、晶源電子股份等都有 不同數(shù)量瓷外殼的需求?？梢?，僅移動(dòng)用表貼型封裝的無引線瓷芯片載體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、諧振器和聲外表波濾波器的封裝那么更是款來的、巨大的潛在市場(chǎng)。5、 CSP及 MCI封裝的市場(chǎng)前景方面。據(jù)估計(jì)，到2

25、010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CSF和MCI的天下，其市場(chǎng)前景不可估量。目前國(guó)外一些大公司正在進(jìn)展從 DIP、QFLPGA等向BGA CSR MCI封裝的改型工作。、二國(guó)集成電路瓷封裝生產(chǎn)現(xiàn)狀目前，國(guó)具備生產(chǎn)大規(guī)模集成電路瓷封裝產(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。到目前為止尚無一家實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。國(guó)從事大規(guī)模集成電路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

26、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(shì)，該公司是無線電三廠與航天部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"?，F(xiàn)能生產(chǎn)DIR、QFR RGA LCC（等四大系列60多年品種的瓷封裝外殼，在承當(dāng)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)品試制工程中取得顯著成績(jī)，并有多項(xiàng)成果填補(bǔ)國(guó)家空白，屢次受 到國(guó)家和省的表彰。目前閩航公司已與清華大學(xué)合作

27、引進(jìn)了 LTCC氐溫共燒瓷技術(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)推動(dòng)下，開發(fā)能與銀低溫共燒的微波介質(zhì)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(guó)等興旺國(guó)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(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。

28、國(guó)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用瓷生帶系列， 為L(zhǎng)TCC產(chǎn)業(yè)的開發(fā)奠定根底。以LTCC技術(shù)制造微波器件，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值越來越好；諧振頻率的溫度系數(shù)T f應(yīng)?。淮膳c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I關(guān)文獻(xiàn)和專利報(bào)道。因微波介質(zhì)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、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

29、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，重視器件工作的同溫度性而開發(fā)小諧振頻率溫度 系數(shù)的介質(zhì)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瓷基板的設(shè)計(jì)與制造，開場(chǎng)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(guó)近來也研究出一些低介電常數(shù)的LTCC材料，大學(xué)啟龍等

30、研究的Ca1-XMgX SiO3體系，通過添加CaTiO3 Li2CO3t 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)。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, 00（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)用于高頻瓷電容器、溫度補(bǔ)償 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

31、uMgO-vSiO2- WCaO-XTiO2和uCaO-vWO3WTiO2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)基板等微波無器件。國(guó)外一些公司的基板材料ac/10-6公司玻璃介質(zhì)瓷填充相導(dǎo)體srC-1康寧晶化玻璃堇冃石Au5.23.4杜邦鋁硼硅酸鹽玻璃AI2O3Ag Au7.87.9杜邦晶化玻璃堇冃石Au4.84.5Hirachi鉛鋁硼硅酸鹽玻壬、AI2O3CaZr O3Pb/Ag912一NEC硼硅酸鹽玻璃SiO2、堇青石18 %49嫁孔二氧化硅! Au2.94.21.53.2NEC鉛硼硅酸鹽玻璃AI2O3 SiO2Ag/Pd7.87.9Wes

32、t ing houseCuO B2O3 AI2()3SiO2Au4.69.6Ferro晶化玻璃一Ag AuPd/ Ag607.0Fyocera鋁硼硅酸鹽玻璃AI2O3Au7.97.9Fyocera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艮難獲得致密瓷，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%V205和0.03wt%CuO即可在900C的低溫下獲得致密的瓷，其介電性 能為：£ r=44.3 , Qf=22000GHZ,rf=2ppm/C。研究ZnO-B2O3

33、 ZnO-B2O3-SiO玻璃和 B2O3對(duì) BiNbO4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-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 - 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。為了降低該瓷體系的

34、燒結(jié)溫度，Choi等在Ca(Li1/3Nb2,TiO3-S中摻入0.7wt%的B2O3可將瓷燒結(jié)溫度降低至1000C，獲得介電性能為：£ r= 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%B2O和 6 wt%B2O3進(jìn)一步把瓷的燒結(jié)溫度降至920C，獲得瓷的介電性能為：£ r=43.1 , Qf=10600 GHz t f=-10.7ppm/C。由于B2O3易溶于乙醇等溶劑，并能與PVB(PVA發(fā)生膠凝反 響，含有B2O3的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

35、材料中的應(yīng)用。童建喜等在Ca(Li1/3Nb2,TiO3-S添加2wt%LiF和3wt%ZBS備瓷的燒結(jié)溫度降低到了 900C,獲得瓷的介電性能力為：汀=34.28 , Qf=17400 GHz t f= - 4.6ppm/C，并經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明該瓷材料可與 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，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

36、溫共燒。Jantunen等將30wt% MgTiQ CaTiOs基料和7wt%RO- BO>-SiO2(R=Zn,Ba) 玻璃或是一樣配方的氧化物混合，實(shí)現(xiàn)了 MgTiQ CaTiO在900C下低溫?zé)Y(jié)，獲得最正確介電性能力為：£ r=8.5 , Qf=8800 GHz Chen等采用一樣方法，按 MgTiQ CaTiO/BaBSiO玻璃=50： 50(vol%)配比，也得到了在900C下燒 結(jié)致密的瓷，其最正確性能為：£r=13.2 ,Qf=10000 GHz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)的相互反響造成瓷相

37、組成異常復(fù)雜，難以控制。童建喜等在0.97 MgTiO3-0.03CaTiO3 中添加 20wt%L2O-BQSiO2,瓷在 890C，獲得瓷的介電性能為：&r=16.38 ,Qf=11640GHzt f= - 1.45ppm/C，并經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明該瓷材料可與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BQ的Zn-TQ2瓷特性，添加1wt% BO, 瓷在875C燒結(jié)，獲得的介電性能為：£ r=25 -28, Qf>20000 GHz t f= - 10+10ppm/C。雖然Zn-

38、TQ2的結(jié) 燒結(jié)溫度可降低到LTC(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BQ助燒劑的材料配方 無法流延成型。啟龍等通過添加ZnO-B2O-SQ2玻璃，實(shí)現(xiàn)ZnTiQ在900C的低溫?zé)Y(jié)，解決了添加BO3產(chǎn)生的料 漿不穩(wěn)定問題，已在正原電氣股份產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。 ZnNb2O6體系。Zhang等研究了 CuO-B2O-V2O(Cu BiV)復(fù)合助劑對(duì)ZnNbO燒結(jié)和介電性能的影響。研究說明：CuO Bid 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)獲得最正確介電性能：&r

39、=32.69 ,Qf=67100 GHz t f= - 32.69ppm/C。Kim等研究了 FeVO對(duì)ZnO-RONbzQ TiO «R=Sn,Zr,Ce)介電性能的影響。弓I入RO局部取代TiQ，以調(diào)節(jié)材料的Tf 值，并添加一定含量的FeVO以實(shí)現(xiàn)瓷在900C燒結(jié)致密。在ZnO -Nb8 1.92TiO 2-0.08Snd中添加2 wt% FeVO, 瓷的微波介電性能最正確：£ r=44 , Qf=13000 GHz t f= - 9ppm/C。Zhang等采用一樣方法在 ZnO -Nb 1.92TiO2-0.08SnO2中添加 1.5 wt%CuO-V2C5，瓷在 8

40、60C燒結(jié)，獲得的微波介電性能為：&r=42.3 ,Qf=9000GHzt f= 8ppm/ °CO BaOTiO2體系。BaO-TiO體系中BaTi4Q和BTi 9Oo具有優(yōu)異的微波介電性能，但這兩種瓷的燒結(jié)溫度都 比擬高均高于1350C，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BaTiQ中添加5wtw%ZnO陽(yáng)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=27000 GHz t f= 7ppm/ Co Hua ng等研究了添加BaO-莊。SiO 2玻璃的BaTiQo瓷性能，瓷在900

41、C可以燒結(jié)，微波介 電性能為：& r=13.2 , Qf=1150 GHz采有溶膠一凝膠工藝預(yù)先在BaTigQo粉體外表鍍上BaTi(BQ) 2膜，可阻止瓷 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： Bi 2O3 -ZnO-NbO體系。BizO -ZnO-NbO(簡(jiǎn)稱為BZN)瓷具有燒結(jié)溫度低、&r高、if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)不含鉛的高頻瓷材料，剛 開場(chǎng)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)瓷材料成為可能，為微波介質(zhì)材料的探索提

42、供了新的途徑。Kagata對(duì)BO (CaO,ZnO)-Nb2O體系也作了系統(tǒng)的研究，組成為BiiQaNbd 瓷在950 C下燒結(jié)時(shí)，£ r=59 , Qf=610 3.7GH力，t f= 24ppm/ C ;樣品在-2520 C和-2085 C之間的if值 相近，說明CaO的參加使材料的Tf接近線性關(guān)系；Bi2Q- CaO- ZnO- NbzO瓷燒結(jié)溫度925C，此時(shí)的樣品具有 很高的&r和極低的t f ,£ r=79 , Qf=3603.2GHz，t f= ippm/ Co Choi能使含量增加，有第二相Bi4V：Qi生 成，介電損耗迅速增加。典型的低溫?zé)Y(jié) Bi

43、2(Zn1/3Nb2/3-xVx) 2G瓷介電性能為：& r=80 , Qf=3000 GHz6GHz, 瓷與Ag電極共燒情況良好。 Li -Nb-Ti體系。Li2O-NbGTiO2(簡(jiǎn)稱LNT)體系是一類重要的微波介質(zhì)瓷材料，在某組分圍組分能形成 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) zf可調(diào)。管恩祥以B2O3-ZnO-La2O3玻璃為燒結(jié)助劑對(duì) Li1.0-Nb0.6-Ti0.5O3 瓷進(jìn)展低溫?zé)Y(jié)研究，瓷在900C燒結(jié)，

44、獲得微波介電性能為：& r58, Q仕4800 GHz, t f疋11ppm/Co Albina等通過摻入VQ降低LizO-NQTiO?燒結(jié)溫度，添加2wt%、VQ,燒結(jié)溫度T< 900,獲得介 電性能：s r=66 , Qf=3800GH5.6 GHz, t f=11ppm/C,啟龍等在 Li1.05-Nb0.55-Ti0.55O3 瓷中添加 1 wt%VO 和5wtw%ZnODSiO2玻璃，瓷在900C燒結(jié)，獲得微波介電性能為：s r=57 ,Qf=4420GHz t f=3ppm/ C，并且 瓷能與銀電極共燒，由于V23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

45、的使用。 BaOLnQ-TiOz。BaO-LnQTiO?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、SmEuGd等。以BaO-Li2Q-TiO2為根底，通過摻雜，改變各組分比例，可得到一系列瓷材料。BaO-LQ-TiO? 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-N2D-TiO2體系和BaO-Si2-TiO2體系。 O.Dernovsek 等人對(duì) BaO-LnO-TiO? 體系材料進(jìn)展 了低溫?zé)Y(jié)究 90vol.%BaNdTi4O2(+1wt.%ZnO)/10vol.%BBSZ(BO:Bi 2O:SiO2：ZnO=27:35:2

46、6:32,摩爾比)，在 900C燒結(jié)，其介電 性能為：s r=67 , Qf > 1000GHz(6GHz) t£=4ppm/C .尚坤等在 Bcb28/3Ti O 瓷中參加2.5wt.%BaCuOCuO和 5wt.%BaO-BO-SiO2,瓷在 950 燒結(jié)，s r =60.2 , Qf=2577GHz(5.6GHz>) t£ =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)BaO-Nd1-xBix2O 4TQ2系瓷進(jìn)展低溫 化研究。玻璃助劑Li 2O-BOrSiO2-AI Q-CaO的添加，使BaO O - 4T

47、iO2的燒結(jié)溫度由1300C降到 900 C，介電性能為；s r=68,Qf=2200GHz, t£ =55ppm/C。BaO-StO-TiO?體系的介電常數(shù)sr 可達(dá) 70-90.Kyung-Hoom Cho等人通過E2Q和CuO摻雜對(duì)BaSmCh瓷進(jìn)展低溫?zé)Y(jié)研究同時(shí)參加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:& r=61.47,Qf=4256GHz, t f=-9.25ppmC。 Jong-Hoo Paik等人在 BasnTi4O2中添加在875C燒結(jié),得到瓷的介電性能為,£ r =60,Qf=4

48、500GHz, t f=- 30ppm/C。高介微波介瓷材料在低溫?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)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)瓷材料已取得突破性進(jìn)展，已 有較多的LTCC微波介質(zhì)瓷相關(guān)文獻(xiàn)和專利報(bào)道。因LTCC微波介質(zhì)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、瓷與金

49、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)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；瓷微觀構(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瓷材

50、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)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)瓷，其介電常數(shù)&r分別為37 和83。國(guó)正原電氣股份擁有自主開發(fā)的介電常數(shù)&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Dupont、 Ferro、Heraeus三家提供數(shù)種&rv10的瓷生帶，國(guó)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)口瓷粉料，開發(fā)&r為9.

51、1、18.0、37.1、4的三種瓷生帶，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(shì)。目前， Heraeus已開發(fā)出相關(guān)產(chǎn)品，國(guó) 正原電氣股份也已立項(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(jìng)爭(zhēng)必定會(huì)更加劇烈，國(guó)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。

52、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、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，脫離高度，印刷

53、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，外表貼裝技術(shù)

54、，引線連接WB、劃片、切分，LTCC莫塊檢測(cè) 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(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

55、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

56、果枯燥工藝制定不當(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。制定枯 燥工藝的原那么是：確保溶劑緩慢發(fā)揮，使膜層溶劑的擴(kuò)散速度與外表?yè)]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0.10.5mn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

57、細(xì)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。主要工藝問題：1、導(dǎo)體漿料的性能觸變性和流動(dòng)性2、絲網(wǎng)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(chǎng)合一般都運(yùn)用 專業(yè)的小孔機(jī)。2. 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。2. 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2. 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