低温共烧陶瓷（ltcc）技术在材料学上的进展

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1、第21卷第2期无机材料学报Vol.21.No.22006年3月JournalofInorganicMaterialsMar.2006文章编号:1000-324X(2006)02-0267-10低温共烧陶瓷(LTCC)技术在材料学上的进展王悦辉，周济，崔学民，沈建红(清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室，北京100084)摘要:低温共烧陶瓷(LTCC)技术是近年发展起来的令人瞩目的整合组件技术，已经成为无源集成的主流技术，成为无源元件领域的发展方向和新的元件产业的经济增长点.本文叙述了低温共烧陶瓷技术(LTCC)的特点

2、、制备工艺、材料制备相关技术和国内外研究现状以及未来发展趋势关钮词:低温共烧陶瓷(LTCC);无源集成;玻璃陶瓷;微波介质中图分类号:TM281,TN451文献标识码:A1引言随着微电子信息技术的迅猛发展，电子整机在小型化、便携式、多功能、数字化及高可靠性、高性能方面的需求，进一步推动了电子元件日益向微型化、集成化和高频化的方向发展，这就要求基板能满足高传播速度、高布线密度和大芯片封装等要求.低温共烧陶瓷技术(LowTemperatureCofiredCeramic,LTCC)是近年来兴起的一种令人瞩目的多学科交叉的整合

3、组件技术，涉及电路设计、材料科学、微波技术等广泛的领域.由于它在信息时代为各种电子系统的元器件以及模块小型化、轻量化提供了比较好的解决途径，因此在国内国际上越来越受到重视，广泛用于基板材料、封装材料以及微波器件材料等.其中该种基板被用作第五代电子元件组装用基板，已经成为无源集成的主流技术，成为无源元件领域的发展方向和新的元件产业的经济增长点.目前，LTCC材料在日本、美国等发达国家已进入产业化、系列化和可进行材料设计的阶段[1J.许多LTCC材料生产厂家可以提供配套系列产品.但在国内仍属于起步阶段，拥有自主知识产权的材料

4、体系和器件几乎是空白.国内目前LTCC陶瓷材料基本有两个来源:一是购买国外陶瓷生带;二是LTCC生产厂从陶瓷材料到生带自己开发.随着未来LTCC制品市场中运用LTCC制作的组件数目逐渐被LTCC模块与基板所取代，终端产品产能过剩，价格和成本竞争日趋激烈，元器件的国产化必将提上议事日程，这为国内LTCC产品的发展提供了良好的市场契机.国内现在急需开发出系列化的、拥有自主知识产权的LTCC瓷粉料，并专业化生产LTCC用陶瓷生带系列，为LTCC产业的开发奠定基础.2LTCC的技术概况2.1LTCC的技术特点收稿日期:2005-

5、03-16，收到修改稿日期:2005-05-20荃金项目:国家863计划(2003AA32GO30);国家973计划(2002CB613306)作者简介:王悦辉(1974-)，女博士后.通讯联系人:周济.E-mail:zhouji@mail.tsinghua.edu.cn268无机材料学报21卷LTCC技术是于1982年休斯公司开发的新型材料技术，是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带，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成所需要的电路图形，并将多个被动组件(如低容值电容、电阻、滤波器、阻抗

6、转换器、锅合器等)埋入多层陶瓷基板中，然后叠压在一起，内外电极可分别使用银、铜、金等金属，在9000C下烧结，制成三维电路网络的无源集成组件，也可制成内置无源元件的三维电路基板，在其表面可以贴装IC和有源器件，制成无源/有源集成的功能模块.LTCC工艺流程见图1.图2为典型的LTCC组件结构示意图.由此可知，采用LTCC工艺制作的多芯片组件具有可实现IC芯片封装、内埋置无源元件及高密度电路组装的功能.1)Tapeor~2)CCuuttareensheet之Punch_4)Viafillwith5)Screen-print

7、arsensheesizeandformnoviapastebyscreentn.conductorrolalignmentholesprinti明or一linesdryandcavitiesextrusionfillerinspect9)Assemble8)P1ate7)Burnout6)Redorandcomponents‘Ni/Au一0r吕曰n】0日~lsminiasteandcofire图1LTCC工艺流程图Fig.1FlowchartofLTCCtechnology与其他集成技术相比，具有以下特点{1-4]:1

8、)根据配料的不同，LTCC材料的介电常数可以在很大范围内变动，增加了电路设计的灵活性;2)陶瓷材料具有优良的高频、高Q和高速传输特性;3)使用电导率高的金属材料作为导体材料，有利于提高电路系统的品质因数;4)制作层数很高的电路基板，易于形成多种结构的空腔，内埋置元器件，免除了封装组件的成本，减少连接芯片导体的长度与接