LTCC技术介绍及应用前景

     低温共烧陶瓷（Low Temperature Co-fired Ceramic LTCC）

　　该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。

　　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出所需要的电路图形，并将多个被动组件（如低容值电容、电阻、滤波器、阻抗转换器、耦合器等）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900℃下烧结，制成三维空间互不干扰的高密度电路，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，可进一步将电路小型化与高密度化，特别适合用于高频通讯用组件。

　　利用LTCC制备片式无源集成器件和模块具有许多优点，首先，陶瓷材料具有优良的高频高Q特性；第二，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子；第三，可适应大电流及耐高温特性要求，并具备比普通PCB电路基板优良的热传导性；第四，可将无源组件埋入多层电路基板中，有利于提高电路的组装密度；第五，具有较好的温度特性，如较小的热膨胀系数、较小的介电常数温度系数，可以制作层数极高的电路基板，可以制作线宽小于50μm的细线结构。另外，非连续式的生产工艺允许对生坯基板进行检查，从而

　　提高成品率，降低生产成本。

　　LTCC器件按其所包含的元件数量和在电路中的作用，大体可分为LTCC元件、LTCC功能器件、LTCC封装基板和LTCC模块基板。

　　LTCC功能器件

　　早期通信产品内的滤波器和双工器多为体积很大的介质滤波器和双工器。现在GSM和CDMA手机上的滤波器已被声表面滤波器取代或埋入模块基板中，而PHS手机和无绳电话上的滤波器则大多为体积小、价格低、由LTCC制成的LC滤波器，蓝牙和无线网卡则从一开始就选用LC滤波器。

　　由LTCC制成的滤波器包括带通、高通和低通滤波器三种，频率则从数十MHz直到5.8GHz。LC滤波器在体积、价格和温度稳定性等方面有其无可比拟的优势，其不断受到广泛重视就不难理解了。

　　由LTCC制作的上述射频器件在国外和我国台湾省已有数年的历史，日本的村田、东光、TDK、双信电机，我国台湾省的华信科技、ACX，韩国的三星等都在批量生产和销售。我国内地在2003年才从展览会和网页上看到，南玻电子公司和另一家公司着手开发类似产品。

　　LTCC片式天线

　　WLAN和蓝牙设备通信距离短，收发功率小，对天线的功率和收发特性要求不高，但对天线所占PCB的面积及成本要求很严。由LTCC制备的片式天线具有体积小、便于表面贴装、可靠性高、成本低等显著优点，已广泛用于WLAN和蓝牙。

　　LTCC模块基板

　　电子元件的模块化已成为业界不争的事实，其中尤其以LTCC为首选方式。可供选择的模块基板有LTCC、HTCC(高温共烧陶瓷)、传统的PCB如FR4和PTFE(高性能聚四氟已烯)等。HTCC的烧结温度在1500℃以上，与之匹配的难熔金属如钨、钼/锰等导电性能较差，烧结收缩不如LTCC易于控制。LTCC的介电损耗比RF4低一个数量级。PTFE的损耗较低，但绝缘性都较差。LTCC比大多数有机基板材料可更好地控制精度。没有任何有机材料可与LTCC基板的高频性能、尺寸和成本进行综合比较。

　　国外和我国台湾省对LTCC模块基板的研究可谓如火如荼，已经有多种LTCC模块商业化生产和应用。仅生产手机天线开关模块(简称ASM)的就有村田、三菱电工、京瓷、TDK、Epcos、日立、Avx等十多家。此外还NEC、村田和爱立信等公司的蓝牙模块、日立等公司的功放模块等等，都是由LTCC工艺制成的。

　　LTCC模块因其结构紧凑、耐机械冲击和热冲击性强，目前在军工和航天设备上受到极大关注和广泛应用。今后其在汽车电子上的应用将会非常广泛。

　　国产化成为LTCC器件发展契机

　　国内LTCC器件的开发比国外至少落后5年。这主要是由于电子终端产品发展滞后造成的。

LTCC功能器件和模块主要用于GSM、CDMA和PHS手机、无绳电话、WLAN和蓝牙等通信产品，除40多兆的无绳电话外，这几类产品在国内是近5年才发展起来的。国内的终端产品为了尽快抢占市场，最初的设计方案大都是从国外买来的，甚至方案与元器件打包采购，其所购方案都选用了国外元器件。前几年终端产品生产厂的主要目标是扩大市场份额，成本压力不大，无法顾及元器件国产化。随着终端产品产能过剩，价格和成本竞争将日趋激烈，元器件的国产化必将提上议事日程，这将为国内LTCC器件