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淺析低溫共燒陶瓷（LTCC）技術相關

95　 2026-06-26 07:51:46
低溫共燒陶瓷（Low Temperature Co-fired Ceramic, LTCC）采用厚膜材料，根據預先設計的結構，將電極材料、基板、電子器件等一次性燒成，是一種用于實現高集成度、高性能的電子封裝技術。
LTCC技術有以下幾種形式：其一，將低溫燒結陶瓷粉制成厚度精確且致密的生瓷帶，再在生瓷帶上利用激光打孔、微孔注漿、精密導體漿料印刷等工藝制出所需電路圖形，然后將多層加工過的生瓷帶疊壓在一起，在900℃以下燒結，制成片式器件；其二，把多個無源元件埋入其中，制成單塊三維陶瓷多層電路基板；其三，可在其表面貼裝IC和有源器件，制成無源/有源集成的功能模塊。
低溫燒結技術最早是1982年由休斯公司開發的新型材料技術，以各種玻璃-陶瓷的低溫燒結為主，通過改進配方、改善工藝條件實現基板與金屬布線的共燒。我國在這方面起步較晚。目前世界上能提供LTCC相關產品的有IBM、Motolora、Murata、TDK、Rockwell和Kyolera等國際公司。據報道現已有50層、16英寸、應用頻率為50MHz~5GHz的LTCC集成電路產品，另外日本富士通已研制出61層、245mm的共燒結構，而美國IBM公司已研制出66層LTCC基板的多芯片組件。
1.LTCC技術的特點

2.LTCC技術中的工藝流程

圖1.LTCC技術流程圖 via網絡

①流延：由陶瓷漿料制作出陶瓷基板坯料；
②裁片：將坯料切割成一定尺寸的陶瓷薄片，每一片將成為多層陶瓷基板的一層。過程中，對流延不良的薄片進行剔除；
③沖孔：在薄片上以機械沖孔/激光沖孔的方式制作出用以進行電氣互聯的過孔、通孔；
④填孔：將過孔填充劑填入過孔中，作為層與層之間電路連接的垂直通路，以制備多層陶瓷基板內部的過孔；
⑤印刷：使用絲網印刷方法，將導電漿料或介質材料印刷在陶瓷片上，用以制作電氣互聯的導線及印制元器件（電阻、電容、壓敏電阻等）；
⑥疊片：將已印刷電路圖形的陶瓷片按照次序，依次疊放在一起，使得圖形復合電路結構要求，并揭除印刷時的PET膜；
⑦靜壓：將疊片后的生瓷片利用高壓使之粘接牢固；
⑧切割：將較大面積的生瓷基板，按照各元件、模塊的切割邊界進行切割分離，便于進行燒結。燒結后的陶瓷片將不易切割；
⑨燒結：將生瓷基板加熱燒結成熟瓷，使其瓷材硬化、內部漿料固化、結構穩定。對LTCC基板，加熱溫度一般低于900℃；
⑩調阻：對通過印刷制成的電阻等元器件進行精細調節，以修正印刷誤差、適配器參數差異，已達到最佳系統性能；
?測試：產品加工過程中，對質量進行監察，避免不良品流入下道工序。主要包括外觀檢查、電氣特性測量、內部結構檢查。

3.LTCC材料及產品應用

從化學成分上來看，目前使用的，能夠實現低溫燒結的陶瓷材料主要包括微晶玻璃體系、玻璃 陶瓷復合體系和非晶玻璃體系，其中微晶玻璃系和玻璃 陶瓷復合體系是近年來人們研究的重點，開發了(Mg、Ca)TiO3系，BaO- TiO2系，ZnO- TiO2系，BaN-Nd2O3- TiO2系，(Zr, Sn)·TiO3系，(Zn, Sn)·TiO3系，(Ba, Nb) TiO3系以及硼硅酸鹽系等許多LTCC材料體系。

（1）當前已開發的LTCC基板材料大致可分為以下三類：
①陶瓷-玻璃系（微晶玻璃）：低介電損耗，適合制作20~30GHz的器件；
②玻璃加陶瓷填充料的復合系：填充物的主要作用是用來改善陶瓷的抗彎強度、熱導率等，在燒結過程中玻璃和填充料反應形成高Q值晶體。
③單相陶瓷系：低燒結溫度，高致密化，以減小材料的介電常數和介電損耗，以滿足多層電路性能的要求。
（2）LTCC技術在產品中的應用可粗略地分為以下四種：
①高精度片式元件：如高精度片式電感器、電阻器、片式微波電容器等，以及這些元件的陣列等。隨著手機、多種電子設備的小型化、多功能化，對用于高頻電路/高頻模塊中的積層芯片電感器小型化和高Q特性提出要求，這也使得LTCC技術為基礎的片式元件向多層片式發展。
②無源集成功能器件：如片式射頻無源集成組件，包括LC濾波器及其陣列、定向耦合器、功分器、功率合成器、Balun（平衡－不平衡變換器）、天線、延遲線、衰減器，共模扼流圈及其陣列等。LTCC技術的重要應用就是無源器件的功能化集成，包括電感、電容、濾波器以及天線和雙工器等。
③無源集成基板：如藍牙模塊基板、手機前端模塊基板、集中參數環行器基板等。
④功能模塊：如藍牙模塊、手機前端模塊、天線開關模塊、功放模塊等。
由此可見，LTCC產品在電子元件集成中應用十分廣泛，如：各種制式的手機、藍牙模塊、全球定位系統（GPS）、個人數字助理（PDA）、數碼相機、WLAN、汽車電子、光驅等，LTCC產品在手機中的用量占據主要部分，約達80%以上；其次是藍牙模塊和WLAN。
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