中國粉體網(wǎng)訊  低溫共燒陶瓷(LTCC)基板材料是陶瓷封裝基板的一個分支，以其優(yōu)良的電學、機械、熱學及工藝特性，滿足低頻、數(shù)字、射頻和微波器件的多芯片組裝或單芯片封裝的技術要求。

LTCC基板具有高頻特性、熱穩(wěn)定性、被動元件集成化等優(yōu)點：（1）有優(yōu)良的高頻、高Q特性和高速傳輸特性；（2）具有良好的溫度特性，可適應大電流及耐高溫的特性要求；（3）易于實現(xiàn)多功能化和提高組裝密度，可靠性高、耐高溫、高濕、沖振，可以應用于惡劣環(huán)境。因此，LTCC技術被認為是未來整合元件和高頻應用基板材料最具發(fā)展前景的技術。

LTCC的分類

目前低溫共燒陶瓷材料有三大類：微晶玻璃體系、玻璃+陶瓷復合體系和非晶玻璃體系。

微晶玻璃系

微晶玻璃是由一定組成的玻璃通過受控晶化制得的由大量微小晶體和少量殘余玻璃相組成的復合體。它具有配方易調(diào)節(jié)，工藝簡單且性能較優(yōu)的特點。如低介電損耗，適用于制作工作頻率在20~30GHZ的器件，以堇青石 

(2MgO·2Al2O3·5SiO2)、鈣硅石(CaO、SiO2)及鋰輝石(Li2O·Al2O3·4SiO2)應用最為廣泛。微晶玻璃按基礎玻璃組成一般可分為硅酸鹽系統(tǒng)、鋁硅酸鹽系統(tǒng)、硼硅酸鹽系統(tǒng)、硼酸鹽系統(tǒng)以及磷酸鹽系統(tǒng)等五大類。微晶玻璃采用硅酸鹽類的玻璃-陶瓷材料，添加一種或多種氧化物，如P2O5、Li2O、B2O3、ZrO2、ZnO、TiO2、SnO2，燒結(jié)溫度在850~1050℃，介電常數(shù)和熱膨脹系數(shù)小。

玻璃+陶瓷復合系

這是目前最常用的LTCC材料。在陶瓷中加入低熔點的玻璃相，燒結(jié)時玻璃軟化，粘度下降，從而可以降低燒結(jié)溫度。玻璃主要是各種晶化玻璃，陶瓷填充相主要是Al2O3、SiO2、堇青石、莫來石陶瓷等。燒結(jié)溫度在900℃左右，工藝簡單靈活，容易控制調(diào)節(jié)復合材料的燒結(jié)特性和物理性能，介電常數(shù)及其溫度系數(shù)小，電阻率高，化學穩(wěn)定性好。

非晶玻璃系

將形成玻璃的氧化物進行充分混合，在800~950℃之間煅燒，然后球磨過篩，按照陶瓷工藝成型燒結(jié)成為致密的陶瓷基板。這種體系工藝簡單，成分容易控制，但陶瓷基板的綜合性能不太理想，如機械強度較低，介質(zhì)損耗較大，目前很少采用。

LTCC的制備工藝及應用

LTCC陶瓷種類固然很多，但其陶瓷料制備的方法一般分為兩種，即高溫熔融法和化學制備法。高溫熔融法是將各種氧化物按照預定的比例混合，在高溫熔煉爐（一般高于1400℃）中發(fā)生液相反應，經(jīng)過水淬，最后球磨或者超聲粉碎，獲得玻璃陶瓷粉料；化學制備法是將不同比例的氧化物和反應物溶入特定的溶液里，經(jīng)過反映產(chǎn)生沉淀，沉淀物為玻璃陶瓷粉料，這種方法制得的粉料活性較高。

LTCC工藝涉及到陶瓷漿料的準備和配制，并流延成為最大可達幾毫米的生瓷帶料。然后，生瓷帶被裁切為單獨的小片，通過機械或激光的方法沖制需要的通孔。下一步，利用絲網(wǎng)印刷、微孔注漿等技術將金屬導體（Cu、Ag和Au等）填充生瓷帶上的孔，并制作導電圖形。最后，將單層的生瓷帶按工藝要求堆疊在一起，經(jīng)單軸和等靜壓力層壓而結(jié)合在一起，低溫（900~1000℃）燒結(jié)成型，最終制成高密度集成電路，也可以內(nèi)置無源元件，貨在表面貼裝IC和有源元件，或無源/有源的混合集成功能模塊。

LTCC制備工藝流程圖

由于LTCC優(yōu)異的性能，它已被成功的應用于電路集成封裝，多芯片模塊(MCM)，微電子機械系統(tǒng)(MEMS)，各種片電感，片電容，片式變壓器，片式天線的制造。應用領域涉及通信，汽車電子，醫(yī)療電子，航空航天和軍事電子等。

參考資料：

張曉輝、鄭欣.低溫共燒陶瓷材料的研究進展

王瑞庭.低溫共燒陶瓷技術的現(xiàn)狀和走向

鄭瓊娜、王雙喜等.低溫共燒陶瓷材料及其制備工藝

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末）

注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權告知刪除