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技术背景

低温共烧陶瓷(Low-temperature cofired ceramics，LTCC)技术是1982年由美国休斯公司基于高温共烧陶瓷（HTCC）开发出的新型共烧技术，用以提高大型计算机的运算速度和性能。上世纪90年代开始，日本和美国的NEC、富士通、IBM、村田等公司将LTCC技术成功引入通讯商业领域，LTCC开始朝向移动通讯和高频微波应用领域发展。

什么是低温共烧陶瓷(LTCC)技术

所谓低温共烧陶瓷(LTCC)技术，就是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带，作为电路基板材料，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，并将多个无源元件埋入其中，然后叠压在一起，在900℃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。总之，利用这种技术可以成功地制造出各种高技术LTCC产品。

以上的解释有些难以理解，笔者这样说吧，整个低温共烧陶瓷部件就好比一座大楼，层与层之间呢，就像三层的财务部门和四层的销售部门，发挥不同的功能，但他们属于同一个公司系统。而在每一层中又有不同的办公室，分别发挥会计、出纳、财务主管等作用，他们又是一个小团队。而低温共烧陶瓷就是这座大楼的建筑，里面的线路、电容、电阻、等元件就好比大楼里的走廊通道、部室等。它们各司其职，又构成一个整体保证系统运行。只不过，低温共烧陶瓷部件一般是非常非常小的。

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什么是“低温共烧”

1、低温

LTCC的“低温”是相对于高温陶瓷共烧(HTCC)的约1400~1500℃的烧结温度而言的。为了保证传统的高电导率、低熔点的厚膜导体浆料（以银为主）可以成功地应用到LTCC工艺中，烧结温度一般低于900℃。

2、共烧

由于部件中的元器件及电路是在“埋在”陶瓷中和陶瓷一起烧结而成，故称之为“共烧”。

LTCC的优势

1、陶瓷材料具有优良的高频、高速传输和宽通带的特性。根据配料不同，材料介电常数大范围可调，提高了电路设计的灵活性；以高电导金属作为布线导体，有利于提高电路系统的品质因数。

2、热膨胀系数低，有利于高密度封装的可靠性；绝缘性和温度稳定性好，适应大电流和高温应用要求，电路散热性好，可靠性高。

3、易于实现多层互连，有利于小型化和低延时；可形成空腔和阶梯结构，并内埋多种无源元器件，结合表面贴装技术，实现有源无源集成，有利于提高组装密度。

4、工艺兼容性好，可与不同特性的材料和元器件结合，并与其他多层布线技术兼容，开发混合多芯片组件技术。

5、非连续性生产，有利于提高制品优良率和降低成本，缩短生产周期。

6、节能、节材、绿色、环保。

LTCC的应用

由于LTCC优异的性能，它已被成功地用于集成电路封装、多芯片模（MCM）、微电子机械系统（MEMS）、各种片电感、片电容、片式变压器、片式天线的制造。应用领域涉及移动通信，汽车，医疗，航空航天和军事。

1、在无线通讯领域的应用

LTCC最重要的应用领域是射频和微波，目前，在无线通信领域的应用包括从微波低端频率的GSM、CDMA、TDMA、蓝牙和无线LAN到毫米波波段30GHz的LMDS，有的应用达到40GHz甚至更高。其中大批量的应用是围绕着移动通信手机，个人数字助理（PDA），笔记本电脑这类个人电子产品展开的。

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2、在汽车电子系统中的应用

由于LTCC密封性好，耐高温，抗振动，可用于发动机控制模块，制动防抱死模块（ABS）。

3、在医疗领域的应用

在医疗领域，LTCC可用于心脏起搏器，助听器及各种医学检测和监护仪器。特别是心脏起搏器，由于要植入人体，要求必须具备体积小，可靠性高，对人没有毒副作用。所以，LTCC技术是很好的选择。

4、在燃料电池领域的应用

随着移动通信在全球的迅速普及，传统的电池不再是最适宜的能源。随着功能的增加和传送多媒体的需求，再考虑到价格因素，可以选择LTCC技术作为实现燃料电池系统的技术载体。

5、其它应用

LTCC技术还可用来制造各种片式元件。多层陶瓷电容器本身就是使人们受到启发，使低温共烧陶瓷技术得以诞生的技术。此外，片式电感，片式变压器也已经用LTCC技术研制出来，投入了批量生产。

LTCC的产业前景

1、LTCC作为无源集成的主流技术，契合电子制造业小型化、集成化、高频化的发展方向，在高频通讯，特别是5G通信领域极具技术优势。

2、受智能设备等终端市场拉动，LTCC产值逐年提升，但国内外差距依旧明显，同时，行业面临着材料国产化低、成本居高不下、MCM集成技术竞争等问题，LTCC产业挑战与机遇并存。

3、元器件国产化、行业高增长以及日趋完善的产业结构为LTCC提供了良好的发展契机。LTCC产业需把握准确的市场定位，借助自身优势，灵活适应终端产品的发展需求。同时应持续加大研发投入，才能在行业“风口”到来时，实现跨越式的发展。

参考资料

[1]王瑞庭.低温共烧陶瓷技术的现状和走向.真空电子技术

[2]虞成城等.低温共烧陶瓷技术发展及行业现状分析.电工材料

[3]王睿等.低温共烧陶瓷技术及其应用.硅酸盐学报

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