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邹小(xiao)姐：13326633089 -
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在5G高(gao)频(pin)通信时代，电(dian)子(zi)(zi)产(chan)品(pin)向(xiang)微小型(xing)化和(he)多(duo)功能化方向(xiang)发展(zhan)，对电(dian)子(zi)(zi)元(yuan)器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)集(ji)(ji)成和(he)封(feng)装提(ti)出了更高(gao)的(de)(de)要求，同时也带(dai)动了与(yu)之密切相关的(de)(de)电(dian)子(zi)(zi)封(feng)装技术(shu)的(de)(de)发展(zhan)。电(dian)子(zi)(zi)封(feng)装技术(shu)直接影响着电(dian)子(zi)(zi)器(qi)件(jian)(jian)和(he)集(ji)(ji)成电(dian)路的(de)(de)高(gao)速(su)传输、功耗、复杂(za)性、可靠性和(he)成本等，因此成为(wei)电(dian)子(zi)(zi)领域(yu)的(de)(de)关键技术(shu)。低温共烧(shao)陶瓷( LTCC) 技术(shu)作为(wei)无源(yuan)元(yuan)器(qi)件(jian)(jian)集(ji)(ji)成的(de)(de)关键技术(shu)，在开发高(gao)频(pin)、高(gao)性能、高(gao)集(ji)(ji)成度的(de)(de)电(dian)子(zi)(zi)元(yuan)器(qi)件(jian)(jian)方面具有显著优势，对我国(guo)高(gao)频(pin)通信的(de)(de)发展(zhan)有着举足轻重的(de)(de)作用。
为了获得更大的(de)(de)带宽和更快的(de)(de)传输速率，无线通(tong)信系统的(de)(de)工(gong)(gong)作频率越(yue)(yue)来(lai)越(yue)(yue)高(gao)，5G 和毫(hao)米波(bo)技术(shu)是正在(zai)大力发展的(de)(de)通(tong)信技术(shu)。同时(shi)，手机、智能可穿戴设备等消(xiao)费(fei)电子产(chan)品的(de)(de)功能越(yue)(yue)来(lai)越(yue)(yue)复杂，体积也越(yue)(yue)来(lai)越(yue)(yue)小，这些因素均使得 LTCC 组件不断向模块(kuai)化(hua)、小型化(hua)及(ji)高(gao)频化(hua)等方(fang)向发展。因此，开发具有(you)更好温(wen)度稳定性、更低介(jie)(jie)电损耗、更低烧结温(wen)度的(de)(de)可适用于(yu)高(gao)频场景(jing)的(de)(de)低温(wen)共烧介(jie)(jie)质陶瓷材料，提升 LTCC 工(gong)(gong)艺技术(shu)水(shui)平(ping)和内部线路(lu)设计能力，减(jian)小 LTCC 元器件尺寸(cun)并进(jin)行更高(gao)密度集成是未来(lai) LTCC 技术(shu)的(de)(de)发展趋势。
（来源：晶弘科技）
一(yi)、低温(wen)共烧陶(tao)瓷(ci)（LTCC）材料
目前低温共烧陶(tao)瓷（LTCC）材(cai)料有三大类：微晶(jing)玻璃系，玻璃+陶(tao)瓷复合系和非(fei)晶(jing)玻璃系。其中玻璃(li)／陶瓷复合体(ti)系(xi)和微晶玻璃(li)体(ti)系(xi)是产业(ye)内研究的重点。
来源：日本(ben)电气硝(xiao)子
1、微晶玻璃(li)系
微(wei)晶玻璃(li)(li)(li)是(shi)由(you)一定组(zu)成的(de)(de)玻璃(li)(li)(li)通过受控晶化制得的(de)(de)由(you)大量(liang)微(wei)小晶体(ti)和少量(liang)残余玻璃(li)(li)(li)相组(zu)成的(de)(de)复合体(ti)。它具有配方易调(diao)节，工艺简单且(qie)性能较优的(de)(de)特点，如(ru)(ru)低介电损耗，适用于制作工作频率在20～30GHz的(de)(de)器件，以(yi)堇青(qing)石(shi)、钙硅(gui)(gui)石(shi)及锂辉石(shi)应用最为广泛。微(wei)晶玻璃(li)(li)(li)按基础玻璃(li)(li)(li)组(zu)成一般可分为硅(gui)(gui)酸(suan)盐(yan)系(xi)统(tong)、铝硅(gui)(gui)酸(suan)盐(yan)系(xi)统(tong)、硼硅(gui)(gui)酸(suan)盐(yan)系(xi)统(tong)、硼酸(suan)盐(yan)系(xi)统(tong)以(yi)及磷酸(suan)盐(yan)系(xi)统(tong)等五大类。微(wei)晶玻璃(li)(li)(li)采用硅(gui)(gui)酸(suan)盐(yan)类的(de)(de)玻璃(li)(li)(li)——陶瓷材料，添加1种(zhong)或多种(zhong)氧化物，如(ru)(ru)ZrO₂、ZnO、SnO₂，烧结温度(du)在850～1050 ℃，介电常数和热(re)膨胀系(xi)数小。
2、玻(bo)璃+陶(tao)瓷复合系
这是(shi)目前最常用的LTCC材(cai)(cai)料。在陶(tao)瓷中加入(ru)低熔点的玻(bo)璃相(xiang)，烧结时玻(bo)璃软化，粘度下降(jiang)，从而可以(yi)降(jiang)低烧结温度。玻(bo)璃主要是(shi)各(ge)种晶(jing)化玻(bo)璃，陶(tao)瓷填充相(xiang)主要是(shi)Al2O3、SiO2、堇(jin)青石、莫(mo)来石等。烧结温度在900℃左右(you)，工艺(yi)简单灵活(huo)，容易控制(zhi)调节复合材(cai)(cai)料的烧结特性(xing)和物理性(xing)能，介电常数及(ji)其温度系数小，电阻(zu)率高，化学稳定性(xing)好(hao)。
3、非晶玻(bo)璃系(xi)
将形成玻璃(li)的(de)氧化(hua)物进(jin)行(xing)充(chong)分混合，在800～ 950℃之间煅烧(shao)，然后球磨过筛，按(an)照陶(tao)瓷工(gong)艺成型烧(shao)结成为致密的陶(tao)瓷基(ji)板。这种(zhong)体(ti)系(xi)的工(gong)艺简单(dan)，成分容(rong)易控(kong)制，但陶(tao)瓷基(ji)板的综合(he)性(xing)能不太理想，如机(ji)械强度较低，介质损耗较大(da)，目前很少采用。
二(er)、低温共(gong)烧陶瓷(LTCC)技术(shu)
电(dian)子封装技(ji)术(shu)(shu)工艺主要有(you)直(zhi)接电(dian)镀(du)陶(tao)(tao)瓷(ci)技(ji)术(shu)(shu)、高温共(gong)(gong)烧陶(tao)(tao)瓷(ci)(HTCC)技(ji)术(shu)(shu)、低(di)温共(gong)(gong)烧陶(tao)(tao)瓷(ci)(LTCC)技(ji)术(shu)(shu)等(deng)。其中，低(di)温共(gong)(gong)烧陶(tao)(tao)瓷(ci)(LTCC)技(ji)术(shu)(shu)被认为(wei)是实(shi)现多(duo)层陶瓷(ci)封装高(gao)标准、高(gao)要求的最优方法之一。此外，低温(wen)共(gong)烧陶(tao)瓷(ci)技术（LTCC）是一种多层陶(tao)瓷(ci)微波(bo)材料技术，可以将(jiang)无(wu)源(yuan)元件(jian)(jian)内(nei)埋(mai)置到基(ji)板内(nei)部同(tong)时将(jiang)有(you)(you)源(yuan)元件(jian)(jian)贴装(zhuang)在(zai)基(ji)板表面、实现三维结(jie)构(gou)，在(zai)制(zhi)成无(wu)源(yuan)/有(you)(you)源(yuan)器(qi)件(jian)(jian)、功能模(mo)块集成等方面有(you)(you)灵活性，具有(you)(you)操作(zuo)简单、技术成熟、低损耗、优(you)良(liang)的高(gao)(gao)频(pin)Q值、小型化等优(you)势，可用于(yu)制(zhi)作(zuo)基(ji)板、器(qi)件(jian)(jian)及功能模(mo)块。例如，基(ji)于(yu)LTCC制(zhi)造高(gao)(gao)频(pin)通讯(xun)模(mo)组(zu)具备高(gao)(gao)Q、允(yun)许大电(dian)流(liu)及耐高(gao)(gao)温(wen)、热传导性更(geng)好、可将(jiang)被动元器(qi)件(jian)(jian)埋(mai)入多层电(dian)路中增加(jia)电(dian)路密度、小CTE等优(you)点，更(geng)适于(yu)5G高(gao)(gao)频(pin)天线的应用。
以下(xia)是低温共(gong)烧陶瓷技术（LTCC）工艺的具体(ti)步骤：
(a)HTCC陶瓷(ci)基(ji)板(ban)(ban)产(chan)品(b)LTCC陶瓷(ci)基(ji)板(ban)(ban)产(chan)品
LTCC制备电子封装陶(tao)瓷具体步(bu)骤如下：
（1）陶瓷浆(jiang)(jiang)料的(de)准备和配制，将(jiang)陶瓷粉加入有机黏结剂，并加入一定量玻璃粉（一般占(zhan)浆(jiang)(jiang)料的(de)40%～60%）来(lai)降(jiang)低烧结温度(du)，混(hun)合均匀后流延得到(dao)最(zui)大可(ke)达几毫米的(de)生瓷带(dai)料；
（2）生(sheng)瓷带(dai)被裁切为单独(du)的小片，通(tong)过机械或激(ji)光的方法(fa)冲制需要的通(tong)孔；
（3）利用丝网印刷(shua)、微孔注浆等技(ji)术将金(jin)属导(dao)体（Cu、Ag和Au等）填(tian)充生瓷带上的(de)孔，并制(zhi)作(zuo)导(dao)电图形。
（4）将单(dan)层的生瓷带按工艺(yi)要求堆叠在一起，经单(dan)轴和等静(jing)压(ya)力层压(ya)而结合(he)在一起，低(di)温(wen)（900～1000℃）烧结成(cheng)型，最终制成(cheng)高(gao)密度集(ji)成(cheng)电(dian)路，也可以内置(zhi)无源元件，或在表面贴(tie)装IC和有源元件，或无源／有源的混合(he)集(ji)成(cheng)功能模块。
LTCC制备工艺流程图(tu)
1、LTCC工艺改进(jin)：表面金属化
表面(mian)金(jin)属(shu)(shu)化(hua)(hua)是(shi)利用(yong)表面(mian)改性(xing)(xing)(xing)技(ji)术(shu)在(zai)非(fei)金(jin)属(shu)(shu)表面(mian)上覆盖金(jin)属(shu)(shu)涂层，电(dian)镀(du)(du)和(he)化(hua)(hua)学镀(du)(du)是(shi)最常用(yong)的(de)方法。金(jin)属(shu)(shu)化(hua)(hua)能使LTCC材料(liao)(liao)表面(mian)具优良的(de)导(dao)(dao)(dao)电(dian)性(xing)(xing)(xing)、导(dao)(dao)(dao)热性(xing)(xing)(xing)以(yi)及可焊性(xing)(xing)(xing)等金(jin)属(shu)(shu)特性(xing)(xing)(xing)。电(dian)镀(du)(du)需要对材料(liao)(liao)的(de)非(fei)金(jin)属(shu)(shu)表面(mian)进行(xing)复杂(za)的(de)镀(du)(du)前处(chu)理以(yi)使材料(liao)(liao)具有导(dao)(dao)(dao)电(dian)性(xing)(xing)(xing)，从而(er)满(man)足后(hou)续(xu)电(dian)镀(du)(du)需求，但金(jin)属(shu)(shu)化(hua)(hua)后(hou)的(de)孔隙较大，且会造成较重程(cheng)度的(de)污染。化(hua)(hua)学镀(du)(du)则是(shi)在(zai)陶瓷(ci)(ci)材料(liao)(liao)表面(mian)通过沉积(ji)不(bu)同的(de)金(jin)属(shu)(shu)以(yi)实现(xian)陶瓷(ci)(ci)表面(mian)金(jin)属(shu)(shu)化(hua)(hua)。
表面金属化(hua)可(ke)改善陶瓷的(de)(de)(de)可(ke)焊(han)性，使(shi)绝缘的(de)(de)(de)陶瓷材料(liao)(liao)获(huo)得(de)良(liang)好的(de)(de)(de)导电(dian)、导热(re)等物理(li)性能和(he)优(you)异(yi)的(de)(de)(de)化(hua)学性能，从而(er)满(man)足(zu)电(dian)子信息技术各方(fang)面的(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)，进(jin)而(er)满(man)足(zu)LTCC材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)性能需(xu)要(yao)。
三、应用
与(yu)其他封装技(ji)术(shu)相比，LTCC技(ji)术(shu)的(de)(de)(de)主要(yao)优势在于:①LTCC材(cai)料具有(you)(you)优良的(de)(de)(de)高(gao)频、高(gao)速传输和宽带通的(de)(de)(de)特性(xing)。其介电(dian)常数(shu)可通过(guo)改变材(cai)料配方(fang)来调(diao)控，增加了电(dian)路设(she)计的(de)(de)(de)灵活(huo)性(xing);②以电(dian)导率高(gao)的(de)(de)(de)金属材(cai)料作(zuo)为布线导体，有(you)(you)利于提(ti)(ti)高(gao)电(dian)路系统的(de)(de)(de)品质(zhi)因(yin)数(shu);③热(re)传导性(xing)比普通PCB电(dian)路板好(hao)，热(re)膨胀系数(shu)低，有(you)(you)助(zhu)于提(ti)(ti)高(gao)集(ji)成(cheng)系统的(de)(de)(de)可靠性(xing)及(ji)耐高(gao)温(wen)和承受(shou)大(da)电(dian)流的(de)(de)(de)能力;④可通过(guo)多层互联内埋多个无源(yuan)器件，并(bing)结合表面贴装技(ji)术(shu)，实(shi)现(xian)有(you)(you)源(yuan)无源(yuan)集(ji)成(cheng)，极(ji)大(da)地(di)提(ti)(ti)高(gao)电(dian)路的(de)(de)(de)组装密度;⑤与(yu)其他多层布线技(ji)术(shu)兼容性(xing)好(hao)，可进行(xing)混合多芯(xin)片组件技(ji)术(shu)的(de)(de)(de)开(kai)发;⑥非连续性(xing)生产工艺，便于进行(xing)质(zhi)量检查，有(you)(you)利于提(ti)(ti)高(gao)成(cheng)品率，降低成(cheng)本(ben)。
凭(ping)借上述(shu)优势，LTCC现已成为无源集成的主流技术，广泛(fan)应用(yong)于无线通信、消费(fei)电(dian)(dian)子、医疗机(ji)械、汽车(che)电(dian)(dian)子、航(hang)空航(hang)天以及国(guo)防军工等领域。
（来(lai)源：晶(jing)弘科技）
1、电子通信领域
电(dian)(dian)(dian)子通信(xin)领(ling)域(yu)与人们(men)生活紧密(mi)相连(lian)。在(zai)移动通信(xin)设备手机、蓝(lan)牙等(deng)产品中，相关的(de)(de)(de)(de)低(di)温共(gong)烧陶瓷(LTCC)产品得(de)到(dao)了普(pu)遍的(de)(de)(de)(de)应用。作为当(dang)前的(de)(de)(de)(de)新(xin)兴(xing)热门的(de)(de)(de)(de)5G通信(xin)技(ji)术(shu)领(ling)域(yu)，电(dian)(dian)(dian)子封(feng)装(zhuang)的(de)(de)(de)(de)技(ji)术(shu)与材料的(de)(de)(de)(de)应用日益增多。与传(chuan)统通信(xin)技(ji)术(shu)相比，5G通信(xin)技(ji)术(shu)接入工作器件时，首先需(xu)(xu)满(man)足(zu)全频(pin)(pin)谱接入、高(gao)频(pin)(pin)段乃(nai)至毫米(mi)波传(chuan)输(shu)和(he)超高(gao)宽(kuan)带传(chuan)输(shu)三个基(ji)本要求。因此，在(zai)封(feng)装(zhuang)过(guo)程(cheng)中，需(xu)(xu)要进(jin)一步研制(zhi)低(di)介(jie)电(dian)(dian)(dian)常数、高(gao)导热、高(gao)绝缘、大(da)规模集成化、高(gao)频(pin)(pin)化和(he)高(gao)频(pin)(pin)谱效率的(de)(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)子封(feng)装(zhuang)材料来满(man)足(zu)当(dang)前信(xin)息技(ji)术(shu)领(ling)域(yu)的(de)(de)(de)(de)发(fa)展需(xu)(xu)求。
滤波器基(ji)板（来源(yuan)：晶弘(hong)科(ke)技(ji)）
使用(yong)场景：信号基站（来源：晶(jing)弘科技(ji)）
2、航天电子领域
如(ru)今，在飞速发展的(de)(de)航(hang)天领域中，对航(hang)天器(qi)(qi)上的(de)(de)电(dian)子设备的(de)(de)性(xing)(xing)能要(yao)求越(yue)来越(yue)高。因(yin)此(ci)，对于(yu)(yu)新材(cai)料(liao)以及新工艺的(de)(de)研究也(ye)越(yue)来越(yue)迫(po)切。低温共烧陶瓷(LTCC)材(cai)料(liao)由于(yu)(yu)其(qi)优(you)异的(de)(de)介电(dian)、热(re)学、力(li)学性(xing)(xing)能和高可(ke)靠性(xing)(xing)、易于(yu)(yu)集成(cheng)、设计多(duo)样(yang)等综合(he)性(xing)(xing)能，已成(cheng)为MCM多(duo)芯片微(wei)组装工艺的(de)(de)首选材(cai)料(liao)。低温共烧陶瓷(LTCC)不(bu)仅可(ke)以减(jian)小航(hang)天器(qi)(qi)载荷的(de)(de)体积与质量，还可(ke)以适(shi)应太空中恶劣多(duo)变、极冷极热(re)的(de)(de)苛刻环境。
MCM多芯(xin)片模块(kuai)
3、医疗(liao)机械领域
在与人(ren)们的(de)(de)身(shen)体(ti)健康密切相关的(de)(de)医(yi)疗(liao)机械中，由于(yu)电(dian)子封装材(cai)(cai)料(liao)(liao)中的(de)(de)低温共烧(shao)陶瓷(ci)(LTCC)材(cai)(cai)料(liao)(liao)具有体(ti)积(ji)小(xiao)、可靠性(xing)高、对人(ren)体(ti)无副作用等特点，能完全满足(zu)诸如心脏起搏器(qi)和助听器(qi)等需要植(zhi)入(ru)人(ren)体(ti)的(de)(de)医(yi)疗(liao)器(qi)械的(de)(de)性(xing)能要求。因此，低温共烧(shao)陶瓷(ci)(LTCC)广泛应用于(yu)医(yi)疗(liao)检测和监(jian)护(hu)设备(bei)等器(qi)械，在性(xing)能和成本方面(mian)具有极大的(de)(de)优势。
4、汽车电子领域(yu)
随着人们对汽(qi)车(che)等日常出行代(dai)步工(gong)具(ju)的工(gong)作可靠性(xing)(xing)和安全性(xing)(xing)等性(xing)(xing)能(neng)(neng)要求(qiu)的不断提高，汽(qi)车(che)控(kong)制(zhi)正(zheng)向智(zhi)能(neng)(neng)化(hua)和电子化(hua)的方向飞速发展(zhan)。低温共烧陶瓷(LTCC)以(yi)其耐高温、抗振动性(xing)(xing)和密封性(xing)(xing)能(neng)(neng)优异(yi)等优势(shi)，在(zai)汽(qi)车(che)电子电路(lu)领域具(ju)有重要的地位。ECU(发动机控(kong)制(zhi)模(mo)块)和ABS(制(zhi)动防抱死(si)模(mo)块)就(jiu)应(ying)用了(le)LTCC技术(shu)和材料来满(man)足对汽(qi)车(che)高可靠性(xing)(xing)和高性(xing)(xing)能(neng)(neng)的要求(qiu)。
激光器基板（来源：晶弘(hong)科技）
应用场景：汽车(che)激光雷达（来(lai)源：晶弘科技）
此外(wai)，在军(jun)用(yong)的集成电(dian)路和声表面波器件、晶体震荡器件、光(guang)电(dian)器件等领域，电(dian)子陶瓷(ci)封(feng)(feng)装材(cai)料也(ye)有较大的发(fa)展(zhan)(zhan)空间，并向多层化方向发(fa)展(zhan)(zhan)。可(ke)靠性(xing)(xing)好、柔(rou)性(xing)(xing)大、开(kai)发(fa)费(fei)用(yong)低的多层陶瓷(ci)封(feng)(feng)装外(wai)壳也(ye)是研究人(ren)员的关注重点。
参考来源：
1、电子封装(zhuang)陶瓷的(de)研(yan)究进展，张光(guang)磊,郝宁,杨治刚,张诚,金华江,高珊（陶瓷学(xue)报）；
2、电子封装陶瓷(ci)基板，程浩,陈明祥,罗小兵,彭(peng)洋,刘(liu)松(song)坡（现代技术陶瓷(ci)）；
3、LTCC 材料及其器件(jian)——产(chan)业发(fa)展与(yu)思考，杨斌，王荣(rong)，张晗，李勃（电(dian)子元件(jian)与(yu)材料）;
4、低温共烧陶瓷（LTCC）材料(liao)及其应(ying)用（中(zhong)国科(ke)学院(yuan)上海硅酸盐研(yan)究所(suo)）。
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