LTCC成未來電子元件集成化首選方式
發布時間:2011-06-02 來源:華強電子網
機遇與挑戰:
未來手機正朝著輕型化、多功能、數字化及高可靠性、高性能的方向發展,對元器件的小型化、集成化以至模塊化要求愈來愈迫切。低溫共燒陶瓷技術(Low Temperature Co-fired Ceramic,LTCC)shijinnianlaixingqideyizhonglingrenzhumudeduoxuekejiaochadezhenghezujianjishu,tazaituidongshoujitijihegongnengshangdebianhuazhongdouqidaolejudadezuoyong,zhengshishixianweilaishoujifazhanmubiaodeyoulishouduan。這項技術最先由美國的休斯公司於1982年研製成功,其具體的工藝流程就是將低溫燒結陶瓷粉製成厚度精確而且致密的生瓷帶,作為電路基板材料,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製出所需要的電路圖形,並將多個無源元件(如電容、電阻、濾波器、阻抗轉換器、耦合器等)埋入其中,然後疊壓在一起,在900℃燒結,製成三維電路網絡的無源集成組件,也可製成內置無源元件的三維電路基板,在其表麵可以貼裝IC和有源器件,製成無源/有源集成的功能模塊。
看到上麵如此繁雜和專業的解釋,也許很多人已經開始犯暈,其實從字麵上來看,“低溫共燒陶瓷”已經告訴了大家其基本的含義,首先,它是由陶瓷材料做成的;其次,所謂的“低溫共燒”,就是在相對較低的燒結溫度下(1000℃以下),將(jiang)多(duo)層(ceng)不(bu)同(tong)功(gong)能(neng)的(de)生(sheng)陶(tao)片(pian)疊(die)在(zai)一(yi)起(qi)燒(shao)製(zhi),最(zui)終(zhong)得(de)到(dao)需(xu)要(yao)的(de)元(yuan)器(qi)件(jian)。曾(zeng)有(you)人(ren)做(zuo)了(le)一(yi)個(ge)形(xing)象(xiang)的(de)比(bi)喻(yu),將(jiang)低(di)溫(wen)共(gong)燒(shao)陶(tao)瓷(ci)製(zhi)成(cheng)的(de)元(yuan)器(qi)件(jian)比(bi)作(zuo)一(yi)棟(dong)大(da)廈(sha),每(mei)一(yi)層(ceng)有(you)著(zhe)不(bu)同(tong)的(de)功(gong)能(neng),但(dan)它(ta)們(men)又(you)是(shi)一(yi)個(ge)整(zheng)體(ti)。
LTCC 在手機中的用量約達80%以上,手機中使用的LTCC產品包括LC濾波器、雙工器、功能模塊、收發開關功能模塊。平常老百姓接觸到最多的就是手機、電話、無繩電話,現在用得最多的是藍牙耳機裏麵的天線。隻要體積小的,無線接收的設備肯定要用到濾波器、天線,這些都離不開LTCC。LTCC器件的體積很小,最小的隻有1mm×0.5mm,放在手中,打個噴嚏可能就不見了。
LTCC的優勢
與其它集成技術相比,LTCC有著眾多優點:
第一,陶瓷材料具有優良的高頻、高速傳輸以及寬通帶的特性。根據配料的不同,LTCC材cai料liao的de介jie電dian常chang數shu可ke以yi在zai很hen大da範fan圍wei內nei變bian動dong,配pei合he使shi用yong高gao電dian導dao率lv的de金jin屬shu材cai料liao作zuo為wei導dao體ti材cai料liao,有you利li於yu提ti高gao電dian路lu係xi統tong的de品pin質zhi因yin數shu,增zeng加jia了le電dian路lu設she計ji的de靈ling活huo性xing;
第二,可以適應大電流及耐高溫特性要求,並具備比普通PCB電路基板更優良的熱傳導性,極大地優化了電子設備的散熱設計,可靠性高,可應用於惡劣環境,延長了其使用壽命;
第di三san,可ke以yi製zhi作zuo層ceng數shu很hen高gao的de電dian路lu基ji板ban,並bing可ke將jiang多duo個ge無wu源yuan元yuan件jian埋mai入ru其qi中zhong,免mian除chu了le封feng裝zhuang組zu件jian的de成cheng本ben,在zai層ceng數shu很hen高gao的de三san維wei電dian路lu基ji板ban上shang,實shi現xian無wu源yuan和he有you源yuan的de集ji成cheng,有you利li於yu提ti高gao電dian路lu的de組zu裝zhuang密mi度du,進jin一yi步bu減jian小xiao體ti積ji和he重zhong量liang;
第四,與其他多層布線技術具有良好的兼容性,例如將LTCC與薄膜布線技術結合可實現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;
第di五wu,非fei連lian續xu式shi的de生sheng產chan工gong藝yi,便bian於yu成cheng品pin製zhi成cheng前qian對dui每mei一yi層ceng布bu線xian和he互hu連lian通tong孔kong進jin行xing質zhi量liang檢jian查zha,有you利li於yu提ti高gao多duo層ceng基ji板ban的de成cheng品pin率lv和he質zhi量liang,縮suo短duan生sheng產chan周zhou期qi,降jiang低di成cheng本ben;
第六,節能、節材、綠色、環保已經成為元件行業發展勢不可擋的潮流,LTCC也正是迎合了這一發展需求,最大程度上降低了原料,廢料和生產過程中帶來的環境汙染。
LTCC的應用前景
除了在手機中的應用,LTCC以其優異的電子、機械、熱力特性已成為未來電子元件集成化、模組化的首選方式,在軍事、航空航天、汽車、計算機和醫療等領域,LTCC可獲得更廣泛的應用。盡管目前的LTCC廠商大部分為外資企業,包括日本的村田(Murata)、京瓷(Kyocera)、TDK和太陽誘電(Taiyo Yuden)、美國西迪斯(CTS Corp)和歐洲的羅伯特?博世有限公司(Bosch)、西麥克微電子技術(C-MAC MicroTechnology)和Screp-Erulec等,但是,就我國LTCC的技術發展狀況來看並非沒有競爭之地,國務院在2009年發布的《電子信息產業調整振興規劃綱要》的de文wen件jian內nei容rong中zhong,明ming確que提ti出chu將jiang大da力li支zhi持chi電dian子zi元yuan器qi件jian的de自zi主zhu研yan發fa,並bing將jiang其qi設she為wei重zhong點dian研yan究jiu領ling域yu,低di溫wen共gong燒shao陶tao瓷ci技ji術shu將jiang成cheng為wei未wei來lai若ruo幹gan年nian內nei中zhong國guo電dian子zi製zhi造zao業ye的de重zhong大da發fa展zhan趨qu勢shi。國guo內nei部bu分fen廠chang商shang已yi開kai始shi安an裝zhuang先xian進jin的deLTCC設備,並采用自主研發出的新型原料,加快成品的製造生產,這其中不乏像浙江正原電氣股份有限公司、深圳南坡電子有限公司等已經開發出一係列具有國際先進水平的LTCC相關產品的公司。由此,我們相信,LTCC技術必將在中國的電子元器件產業帶來革命性的影響。
- 未來手機要求元器件小型化、集成化及模塊化
- LTCC比其他集成技術有更多優點
- LTCC未來應用更廣泛
未來手機正朝著輕型化、多功能、數字化及高可靠性、高性能的方向發展,對元器件的小型化、集成化以至模塊化要求愈來愈迫切。低溫共燒陶瓷技術(Low Temperature Co-fired Ceramic,LTCC)shijinnianlaixingqideyizhonglingrenzhumudeduoxuekejiaochadezhenghezujianjishu,tazaituidongshoujitijihegongnengshangdebianhuazhongdouqidaolejudadezuoyong,zhengshishixianweilaishoujifazhanmubiaodeyoulishouduan。這項技術最先由美國的休斯公司於1982年研製成功,其具體的工藝流程就是將低溫燒結陶瓷粉製成厚度精確而且致密的生瓷帶,作為電路基板材料,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製出所需要的電路圖形,並將多個無源元件(如電容、電阻、濾波器、阻抗轉換器、耦合器等)埋入其中,然後疊壓在一起,在900℃燒結,製成三維電路網絡的無源集成組件,也可製成內置無源元件的三維電路基板,在其表麵可以貼裝IC和有源器件,製成無源/有源集成的功能模塊。
看到上麵如此繁雜和專業的解釋,也許很多人已經開始犯暈,其實從字麵上來看,“低溫共燒陶瓷”已經告訴了大家其基本的含義,首先,它是由陶瓷材料做成的;其次,所謂的“低溫共燒”,就是在相對較低的燒結溫度下(1000℃以下),將(jiang)多(duo)層(ceng)不(bu)同(tong)功(gong)能(neng)的(de)生(sheng)陶(tao)片(pian)疊(die)在(zai)一(yi)起(qi)燒(shao)製(zhi),最(zui)終(zhong)得(de)到(dao)需(xu)要(yao)的(de)元(yuan)器(qi)件(jian)。曾(zeng)有(you)人(ren)做(zuo)了(le)一(yi)個(ge)形(xing)象(xiang)的(de)比(bi)喻(yu),將(jiang)低(di)溫(wen)共(gong)燒(shao)陶(tao)瓷(ci)製(zhi)成(cheng)的(de)元(yuan)器(qi)件(jian)比(bi)作(zuo)一(yi)棟(dong)大(da)廈(sha),每(mei)一(yi)層(ceng)有(you)著(zhe)不(bu)同(tong)的(de)功(gong)能(neng),但(dan)它(ta)們(men)又(you)是(shi)一(yi)個(ge)整(zheng)體(ti)。
LTCC 在手機中的用量約達80%以上,手機中使用的LTCC產品包括LC濾波器、雙工器、功能模塊、收發開關功能模塊。平常老百姓接觸到最多的就是手機、電話、無繩電話,現在用得最多的是藍牙耳機裏麵的天線。隻要體積小的,無線接收的設備肯定要用到濾波器、天線,這些都離不開LTCC。LTCC器件的體積很小,最小的隻有1mm×0.5mm,放在手中,打個噴嚏可能就不見了。
LTCC的優勢
與其它集成技術相比,LTCC有著眾多優點:
第一,陶瓷材料具有優良的高頻、高速傳輸以及寬通帶的特性。根據配料的不同,LTCC材cai料liao的de介jie電dian常chang數shu可ke以yi在zai很hen大da範fan圍wei內nei變bian動dong,配pei合he使shi用yong高gao電dian導dao率lv的de金jin屬shu材cai料liao作zuo為wei導dao體ti材cai料liao,有you利li於yu提ti高gao電dian路lu係xi統tong的de品pin質zhi因yin數shu,增zeng加jia了le電dian路lu設she計ji的de靈ling活huo性xing;
第二,可以適應大電流及耐高溫特性要求,並具備比普通PCB電路基板更優良的熱傳導性,極大地優化了電子設備的散熱設計,可靠性高,可應用於惡劣環境,延長了其使用壽命;
第di三san,可ke以yi製zhi作zuo層ceng數shu很hen高gao的de電dian路lu基ji板ban,並bing可ke將jiang多duo個ge無wu源yuan元yuan件jian埋mai入ru其qi中zhong,免mian除chu了le封feng裝zhuang組zu件jian的de成cheng本ben,在zai層ceng數shu很hen高gao的de三san維wei電dian路lu基ji板ban上shang,實shi現xian無wu源yuan和he有you源yuan的de集ji成cheng,有you利li於yu提ti高gao電dian路lu的de組zu裝zhuang密mi度du,進jin一yi步bu減jian小xiao體ti積ji和he重zhong量liang;
第四,與其他多層布線技術具有良好的兼容性,例如將LTCC與薄膜布線技術結合可實現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;
第di五wu,非fei連lian續xu式shi的de生sheng產chan工gong藝yi,便bian於yu成cheng品pin製zhi成cheng前qian對dui每mei一yi層ceng布bu線xian和he互hu連lian通tong孔kong進jin行xing質zhi量liang檢jian查zha,有you利li於yu提ti高gao多duo層ceng基ji板ban的de成cheng品pin率lv和he質zhi量liang,縮suo短duan生sheng產chan周zhou期qi,降jiang低di成cheng本ben;
第六,節能、節材、綠色、環保已經成為元件行業發展勢不可擋的潮流,LTCC也正是迎合了這一發展需求,最大程度上降低了原料,廢料和生產過程中帶來的環境汙染。
LTCC的應用前景
除了在手機中的應用,LTCC以其優異的電子、機械、熱力特性已成為未來電子元件集成化、模組化的首選方式,在軍事、航空航天、汽車、計算機和醫療等領域,LTCC可獲得更廣泛的應用。盡管目前的LTCC廠商大部分為外資企業,包括日本的村田(Murata)、京瓷(Kyocera)、TDK和太陽誘電(Taiyo Yuden)、美國西迪斯(CTS Corp)和歐洲的羅伯特?博世有限公司(Bosch)、西麥克微電子技術(C-MAC MicroTechnology)和Screp-Erulec等,但是,就我國LTCC的技術發展狀況來看並非沒有競爭之地,國務院在2009年發布的《電子信息產業調整振興規劃綱要》的de文wen件jian內nei容rong中zhong,明ming確que提ti出chu將jiang大da力li支zhi持chi電dian子zi元yuan器qi件jian的de自zi主zhu研yan發fa,並bing將jiang其qi設she為wei重zhong點dian研yan究jiu領ling域yu,低di溫wen共gong燒shao陶tao瓷ci技ji術shu將jiang成cheng為wei未wei來lai若ruo幹gan年nian內nei中zhong國guo電dian子zi製zhi造zao業ye的de重zhong大da發fa展zhan趨qu勢shi。國guo內nei部bu分fen廠chang商shang已yi開kai始shi安an裝zhuang先xian進jin的deLTCC設備,並采用自主研發出的新型原料,加快成品的製造生產,這其中不乏像浙江正原電氣股份有限公司、深圳南坡電子有限公司等已經開發出一係列具有國際先進水平的LTCC相關產品的公司。由此,我們相信,LTCC技術必將在中國的電子元器件產業帶來革命性的影響。
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