TLCC低温共烧陶瓷技术
低温共烧陶瓷(LTCC)配套浆料和相关材料开发与应用方案(二)
低温共烧陶瓷（LTCC）配套浆料和相关材料开发与应用方案一、实施背景随着科技的飞速发展，电子行业对高性能、高可靠性、小型化和低成本的要求越来越高。
低温共烧陶瓷（LTCC）技术作为一种先进的陶瓷基板制备技术，具有高性能、高可靠性、小型化等优点，已成为电子行业的重要发展方向。
然而，LTCC技术在实际应用中仍存在一些问题，如材料性能不稳定、制造成本高等，这限制了其广泛应用。
因此，开发与LTCC 技术配套的浆料和相关材料，对于提高LTCC产品的性能、降低制造成本、推动电子行业的发展具有重要意义。
二、工作原理低温共烧陶瓷（LTCC）技术是一种将陶瓷粉体、有机载体、添加剂等原料混合制备成LTCC浆料，然后通过印刷、叠层、烧结等工艺制备成高性能、高可靠性的陶瓷基板的技术。
其中，LTCC浆料的性能直接决定了最终产品的性能。
因此，开发与LTCC技术配套的浆料和相关材料是关键。
三、实施计划步骤1.调研市场：了解当前LTCC技术的市场需求和应用情况，收集相关企业和研究机构的资料，分析现有产品的优缺点。
2.确定研究方向：根据市场调研结果，确定LTCC配套浆料和相关材料的研究方向，包括材料成分、制备工艺、性能指标等方面。
3.制备样品：根据确定的研究方向，制备LTCC配套浆料和相关材料样品。
4.性能测试：对制备的样品进行性能测试，包括物理性能、化学性能、电学性能等，以验证其是否满足市场需求。
5.优化配方：根据性能测试结果，对LTCC配套浆料和相关材料的配方进行优化，以提高产品性能。
6.中试生产：在完成配方优化后，进行中试生产，以验证生产工艺的可行性和产品的稳定性。
7.推广应用：将中试生产的产品推广到市场中，与相关企业和研究机构合作，以推动LTCC技术的广泛应用。
四、适用范围本方案适用于电子行业中的陶瓷基板制备领域，特别是那些需要高性能、高可靠性、小型化且对成本敏感的应用领域，如通信、汽车电子、航空航天等。
五、创新要点1.材料创新：通过开发新型的陶瓷粉体、有机载体和添加剂等原料，优化LTCC浆料的配方，提高产品的性能。
TLCC低温共烧陶瓷技术
TLCC低温共烧陶瓷技术TLCC（Low Temperature Co-Fire Ceramic，低温共烧陶瓷）技术是一种新型的封装技术，能够在较低温度下将多种材料烧结成无机玻璃陶瓷材料，广泛应用于电子封装领域。
本文将详细介绍TLCC低温共烧陶瓷技术的原理、优势以及应用情况。
TLCC技术的原理是通过精细调控材料组分、颗粒粒径以及烧结工艺参数，使得多种材料在较低的温度下形成致密的陶瓷结构。
与传统的高温共烧陶瓷相比，TLCC技术所需的烧结温度通常在800℃至900℃之间，大大降低了生产成本，减少了能源消耗。
此外，TLCC技术还可以实现材料的精确控制和微结构优化，提高材料的性能和可靠性。
与传统封装材料相比，TLCC低温共烧陶瓷具有诸多优势。
首先，由于TLCC技术采用了较低的烧结温度，相较于传统材料，减少了对封装部件的热应力，因此可以避免由于温度差异导致的材料失效和封装失效的问题。
其次，TLCC材料具有较高的绝缘性能和良好的耐腐蚀性，可以有效防止电气短路和电子元器件的损坏。
此外，TLCC技术还具有良好的阻尼性能和耐高温性能，适应了封装材料在各种复杂环境下的应用需求。
在实际应用中，TLCC低温共烧陶瓷技术已经得到了广泛的应用。
在电子封装领域，TLCC材料可以用于制造高密度集成电路（HDI）、三维封装（3D Packaging）、电子陶瓷模块等等。
在航空、航天、汽车、通信等高可靠性领域，TLCC材料的低介电常数和低衰减特性使得其成为理想的射频和微波应用封装材料。
此外，由于TLCC材料具有良好的阻尼性能，可用于制作振动传感器和微机电系统（MEMS）等高度灵敏的传感器。
总之，TLCC低温共烧陶瓷技术作为一种新型的封装技术，在电子封装领域具有广阔的应用前景。
其具有烧结温度低、材料性能稳定、制造工艺简单、成本低等优点，可以满足高密度集成、高频射频和高可靠性等应用的需求。
随着科技的不断发展，TLCC技术将进一步改善和发展，为电子封装领域的创新和发展做出更大的贡献。
TLCC低温共烧陶瓷技术资料讲解
TLCC低温共烧陶瓷技术资料讲解TLCC（Transfer Low Co-fire Ceramic）低温共烧陶瓷技术是一种将不同材料（例如绝缘体、导体、磁体等）在低温下焙烧成一体的技术。
它具有结构复杂、加工精细、性能稳定等优点，被广泛应用于电子、通信、医疗、汽车、航空航天等领域。
下面将对TLCC低温共烧陶瓷技术进行详细讲解。
首先，TLCC低温共烧陶瓷技术的基本原理是将不同材料在低温下共同焙烧，使得它们相互粘结成一体。
这种技术主要应用于多层陶瓷电路板（MLCC）的制备过程中，能够同时在同一基片上实现多种性能的器件的集成制备。
其具体工艺流程主要包括导体制备、绝缘体制备、导体与绝缘体层间融合等步骤。
其次，TLCC低温共烧陶瓷技术相比于传统的烧结工艺具有很多优势。
首先是低烧结温度，一般在800-1100°C之间，远低于传统的烧结温度。
这使得TLCC技术可以在室温下组装敏感器件和半导体元件，避免了高温烧结对元器件的热损伤。
其次是高加工精度，通过采用微细粉体和高分辨率合模技术，可以实现器件的微观结构和复杂阵列的精确制备。
此外，由于TLCC技术的烧结温度低，使得各种不同材料的共烧成型成为可能，实现了多种性能器件的集成制备。
TLCC低温共烧陶瓷技术在电子、通信、医疗等领域有着广泛的应用。
在电子领域，TLCC技术可以用于制备高频电感器、滤波器、天线等器件，具有小尺寸、高品质因子、低损耗等优势。
在通信领域，TLCC技术可以用于制备微波集成电路、光通信器件等，具有高可靠性、低成本等优势。
在医疗领域，TLCC技术可以用于制备生化传感器、人工耳蜗等医疗器械，具有生物相容性好、稳定性高等优势。
总之，TLCC低温共烧陶瓷技术是一种将不同材料在低烧结温度下共同焙烧成一体的技术。
其具有结构复杂、加工精细、性能稳定等优点，并在电子、通信、医疗等领域有着广泛的应用。
随着技术的不断发展完善，TLCC技术将在更多领域发挥重要作用。
低温共烧陶瓷
低温共烧陶瓷（LTCC)材料简介及其应用电子科技大学微电子与固体电子学院张一鸣 22一、简介所谓低温共烧陶瓷（Low-temperature cofired ceramics, LTCC）技术，就是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确且致密的生瓷带，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℃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制造出各种高技术LTCC产品。
多个不同类型、不同性能的无源元件集成在一个封装内有多种办法，主要有低温共烧陶瓷（LTCC）技术、薄膜技术、硅半导体技术、多层电路板技术等。
目前LTCC技术是无源集成的主流技术。
LTCC整合型组件包括各种基板承载或内埋式主动或被动组件产品，整合型组件产品项目包含零组件、基板与模块。
二、LTCC技术特点LTCC与其他多层基板技术相比较，具有以下特点：1.易于实现更多布线层数，提高组装密度；2.易于内埋置元器件，提高组装密度，实现多功能；3.便于基板烧成前对每一层布线和互联通孔进行质量检查，有利于提高多层基板的成品率和质量，缩短生产周期，降低成本；4.具有良好的高频特性和高速传输特性；5.易于形成多种结构的空腔，从而可实现性能优良的多功能微波MCM；6.与薄膜多层布线技术具有良好的兼容性，二者结合可实现更高组装密度和更好性能的混合多层基板和混合型多芯片组件；7.易于实现多层布线与封装一体化结构，进一步减小体积和重量，提高可靠性；LTCC工艺流程如图所示。
由此可知，采用LTCC工艺制作的多芯片组件具有可实现IC芯片封装，内埋置无源元件及高密度电路组装的功能。
与其他集成技术相比，具有以下特点：1.根据配料的不同，LTCC材料的介电常数可以在很大范围内变动，增加了电路设计的灵活性；2.陶瓷材料具有优良的高频、高Q和高速传输特性；3.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数；4.制作层数很高的电路基板，易于形成多种结构的空腔，内埋置元器件，免除了封装组件的成本，减少连接芯片导体的长度与接点数，可制作线宽<50um的细线结构电路，实现更多布线层数，能集成的元件种类多，参量范围大，于实现多功能化和提高组装密度；5.可适应大电流和耐高温特性要求，具有良好的温度特性，如较小的热膨胀系数，较小的介电常数稳定系数。
ltcc低温共烧陶瓷生产工艺流程
ltcc低温共烧陶瓷生产工艺流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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低温共烧多层陶瓷技术特点与应用
低温共烧多层陶瓷技术特点与应用低温共烧多层陶瓷（Low Temperature Co-fired Ceramic，LTCC）是一种先进的电子封装技术，其特点是可以在低温下完成陶瓷的共烧，以实现多层陶瓷的制作。
LTCC技术具有许多优点，使得它在电子封装领域得到广泛应用。
首先，LTCC技术具有良好的耐高温性能。
LTCC陶瓷可以在高温环境下长时间稳定工作，通常可以耐受高达600℃的温度。
这使得LTCC在一些需要高温运行的应用中非常有用，比如汽车电子、航空航天等领域。
其次，LTCC技术具有优异的机械性能。
LTCC陶瓷具有高硬度、高强度和低热膨胀系数等特点，可以有效抵抗机械应力和热应力，从而保证器件长时间的可靠工作。
另外，LTCC技术还具有优异的电学性能。
LTCC陶瓷具有低介电常数和低损耗因子等特点，可以有效降低信号衰减和串扰，提高信号传输的品质。
在应用方面，LTCC技术已经被广泛应用于电子封装领域，特别是微波器件、射频器件和传感器等高频应用。
在微波器件方面，LTCC技术可以实现高可靠性的微波滤波器、耦合器、功分器等器件的制造。
利用LTCC的低介电常数和低损耗因子，可以实现微波信号的高效传输和处理，提高系统的性能。
在射频器件方面，LTCC技术可以制造高性能的射频滤波器、功放、天线等器件。
利用LTCC的优异机械性能和电学性能，可以实现射频信号的高稳定性和高可靠性传输，从而提高通信系统的性能。
在传感器方面，LTCC技术可以制造高灵敏度、高稳定性的物理传感器、化学传感器和生物传感器等器件。
利用LTCC的优异的电学性能和化学稳定性，可以实现对物理量、化学量和生物分子等的高效检测和分析。
此外，LTCC技术还可以应用于医疗器械、能源管理、光电子器件等领域。
在医疗器械方面，LTCC技术可以制造高灵敏度、高稳定性的生物传感器和医用射频器件等；在能源管理方面，LTCC技术可以制造高效的功率传输器件和能源存储器件；在光电子器件方面，LTCC技术可以制造高性能的光电子器件和光通信器件。
LTCC低温共烧陶瓷
LTCC低温共烧陶瓷低温共烧陶瓷（Low Temperature Co-fired Ceramics，简称LTCC），是一种先进的多层陶瓷技术，广泛应用于电子器件、无线通信和微波模块等领域。
它采用低温烧结工艺，可以在相对较低的温度下实现多层陶瓷的烧结，从而大大提高了生产效率和陶瓷的成品率。
LTCC技术主要包括以下几个方面：材料选择、表面处理、电路设计、胶合、烧结和加工。
首先，材料选择是LTCC技术成功的关键。
通常使用的材料包括陶瓷粉末、玻璃或有机胶粘剂和金属粉末。
这些材料需要具有良好的烧结性能、热膨胀系数匹配性和电性能。
在材料选择之后，需要进行表面处理，以提高粘接强度和降低界面电阻。
常用的表面处理方法包括喷涂、切割和抛光。
接下来是电路设计，根据应用需求设计电路以及创建金属电极和通孔。
然后，使用胶粘剂将各层陶瓷粘接在一起，形成多层陶瓷片。
这一步骤需要精确的控制胶粘剂的粘度和粘接压力，以确保胶层的均匀性。
完成胶结后，将多层陶瓷片进行烧结。
LTCC烧结通常在1000°C以下的温度下进行，这是由于烧结温度过高会导致金属电极的熔化和引起陶瓷材料的烧损。
在烧结过程中，需要控制烧结速率和温度分布，以实现陶瓷的致密化和金属部分的固相扩散。
最后一步是加工，将烧结的陶瓷片进行切割、打磨和镀膜等处理，形成最终的LTCC产品。
这些加工步骤对于产品的精度和性能起着重要的影响。
通常使用的加工方法包括激光切割、机械加工和电镀。
LTCC技术具有以下几个优点：首先，由于采用低温烧结工艺，可以在相对较低的温度下完成烧结，从而减少能耗和环境污染。
其次，LTCC材料具有良好的机械性能、高的介电常数和低的损耗因子，适用于微波和射频应用。
此外，LTCC技术能够实现多层结构的紧凑布局，减少电路板的空间占用，提高器件的集成度。
综上所述，低温共烧陶瓷是一种先进的多层陶瓷技术，通过采用低温烧结工艺，实现了多层陶瓷的高效烧结。
它在电子器件、无线通信和微波模块等领域具有广泛的应用前景，为电子产品的小型化、高频化和高可靠性提供了重要的解决方案。
低温共烧陶瓷技术介绍
低温共烧陶瓷技术介绍陶瓷的多层LTCC技术是被广泛认可的制造微电子、传感器（如压力传感器、pH值检测、导电性及电阻测量）和执行机构（如压电致动器）的生产技术。
此项技术能制造三维的、大功率的电子电路，可被用于汽车和电信行业。
未烧结材料中的柔性箔片是LTCC技术的基础。
这些单个箔片能通过机械加工或激光烧蚀生成几何图形。
例如每个单箔表面上的电器元件能通过丝网印刷生成。
接下来，预制箔片在900℃的温度下被叠放、压平、烧结。
低温共烧陶瓷技术的一个缺点就是不够透明，导致很难用光学手段进行流程监控。
药学和生物学界的科学家正利用传感系统尝试光学监控加工流程。
通过安装透明的聚合物窗口，陶瓷感应系统将能通过光学监测内部加工过程。
复杂的微流体系统通常都不是通过LTCC技术制造的。
材料和制造技术使这种陶瓷元器件比同等级的聚合物元器件得到更广泛的应用。
尖端的技术工业制造通常采用不同的连接技术来接合聚合物和陶瓷部件，比如，粘接或机械连接技术。
在工业生产中常常会用到粘合剂，来粘合不同的物体，最后能对缝合口起到很好的密合作用。
这项技术的缺点之一就是它额外采用了化学物质用作粘合材料，对最终系统的功能带来了不必要的影响，比如生物医学反应。
使用单芯片实验系统或生物医学系统的科学家对利用光学方式从外部监控内部状况很感兴趣，他们通常会用粘合剂在陶瓷体上安装一个透明窗口，以便观察内部情况。
长期来看，许多这样的粘合接口不够稳定和牢固，经常会发生窗体剥落或泄漏的情况。
机械连接一般用到螺丝钉、夹钳或类似的工具，为连接陶瓷和聚合物提供了另一种选择。
在这种情况下，像孔或卡口之类的地方需要同时考虑两个被连接部件，增加了工作量。
此外还需要配备密封垫圈，用来完成聚合物和陶瓷部件之间不漏液、不漏气的无缝装配。
激光焊接是另一种被业内认可的聚合物部件焊接工艺，需要熔接的两部分由相似的热塑性聚合物组成。
激光束能量穿越首个熔接部件后被第二个吸收，加之外在的压力，能让两个部件紧紧连在一起，形成有力的接点。
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1 ＬTCC产业概况ﻫ
随着微电子信息技术的迅猛发展，电子整机在小型化、便携式、多功能、数字化及高可靠性、高性能方面的需求，对元器件的小型化、集成化以至模块化要求愈来愈迫切。
有人曾夸张地预言，以后的电子工业将简化为装配工业——把各种功能模块组装在一起即可。
低温共烧陶瓷技术（low temperａｔure cｏfｉｒed ｃｅramic ＬＴCC)是近年来兴起的一种相当令人瞩目的多学科交叉的整合组件技术,以其优异的电子、机械、热力特性已成为未来电子元件集成化、模组化的首选方式,广泛用于基板、封装及微波器件等领域。
ＴEK的调查资料显示，2０04~2007年间全球LTCC市场产值呈现快速成长趋势。
表1给出过去几年全球LTCC市场产值增长情况。
ﻫ
表1 过去几年全球LTCＣ市场产值增长情况ﻫ
LTCC技术最早由美国开始发展，初期应用于军用产品，后来欧洲厂商将其引入车用市
场,而后再由日本厂商将其应用于资讯产品中。
目前,ＬTCC材料在日本、美国等发达国家已
进入产业化、系列化和可进行材料设计的阶段[1]。
在全球LTＣC市场占有率九大厂商之中，
日商有Muraｔａ,Kyocｅra，ＴＤK和Ｔaiｙo Yudeｎ;美商有CＴＳ，欧洲商有Boｓc
ｈ， CMAC,Epcos及Ｓoｒep-Eruｌec等。
国外厂商由于投入已久，在产品质量，专利技
术、材料掌控及规格主导权等均占有领先优势。
图1给出全球LTＣＣ厂商市场占有情况。
而国内LTCC产品的开发比国外发达国家至少落后五年,拥有自主知识产权的材料体系和器
件几乎是空白。
国内目前LTCC陶瓷材料基本有两个来源:一是购买国外陶瓷生带;二是LＴ
CC生产厂从陶瓷材料到生带自己开发。
随着未来ＬTCＣ制品市场中运用LTＣC制作的组
件数目逐渐被LTCC模块与基板所取代,终端产品产能过剩，价格和成本竞争日趋激烈，元
器件的国产化必将提上议事日程，这为国内LＴＣＣ产品的发展提供了良好的市场契机。
中
国在ＬTCC市场占据一定份额的是叠层式电感器和电容器生磁带。
目前，清华大学材料系、
上海硅酸盐研究所等单位正在实验室开发LTCC用陶瓷粉料,但还尚未到批量生产的程度。
南玻电子公司正在用进口粉料,开发出介电常数为9．1、1８．0和３7.４的三种生带，厚度
从1０µm到１0０µm，生带厚度系列化，为不同设计、不同工作频率的LＴCC产品的开发
奠定了基础。
国内现在急需开发出系列化的、拥有自主知识产权的ＬTCC 瓷粉料,并专业化生产LTＣC用陶瓷生带系列，为LTＣC产业的开发奠定基础。
2 LTCC的技术特点
ﻫＬTCC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
ﻫLTCC工艺流程见图1。
图2为典型化与高密度化，特别适合用于高频通讯用组件。
ﻫ
型的ＬTCＣ基板示意图,由此可知，采用LTＣC工艺制作的基板具有可实现ＩC芯片封装、内埋置无源元件及高密度电路组装的功能。
图1 LTＣC工艺流程图
图 2 LTCC基板
与其它集成技术相比,LTCＣ具有以下特点[2-5]： 1）根据配料的不同,LＴCC材料的介电常数可以在很大范围内变动,增加了电路设计的灵活性；2）陶瓷材料具有优良的高频、高Q 特性和高速传输特性；3)使用高电导率的金属材料作为导体材料，有利于提高电路系统的品
质因数;4）制作层数很高的电路基板,易于形成多种结构的空腔,内埋置元器件,免除了封装组件的成本，减少连接芯片导体的长度与接点数,并可制作线宽小于5０µm的细线结构电路，实现更多布线层数，能集成的元件种类多,参量范围大,易于实现多功能化和提高组装密度；
5)可适应大电流及耐高温特性要求,具有良好的温度特性,如较小的热膨胀系数，较小的介电常数稳定系数。
LTCC基板材料的热导率是有机叠层板的20倍,故可简化热设计，明显提高电路的寿命和可靠性；6)与薄膜多层布线技术具有良好的兼容性,二者结合可实现更高组装密度和更好性能的混合多层基板和混合型多芯片组件;7)易于实现多层布线与封装一体化结构,进一步减小体积和重量，提高可靠性、耐高温、高湿、冲振，可以应用于恶劣环境；８）非连续式的生产工艺，便于基板烧成前对每一层布线和互连通孔进行质量检查,有利于提高多层基板的成品率和质量，缩短生产周期,降低成本。
表1给出集成电路中常用的几种基板性能比较。
ﻫ
LＴＣC技术由于自身具有的独特优点，在军事、航天、航空、电子、计算机、汽车、医疗等领域均获得了越来越广泛的应用
LTCC材料研究中的另一个热点问题就是共烧材料的匹配性。
将不同介质层（电容、电阻、电感,导体等）共烧时,要控制不同界面间的反应和界面扩散，使各介质层的共烧匹配性良好，界面层间在致密化速率、烧结收缩率及热膨胀速率等方面尽量达到一致，减少层裂、翘曲和裂纹等缺陷的产生。
一般说了,利用LTCC技术的陶瓷材料收缩率大约为15~20％左右。
若两者烧结无法匹配或兼容，烧结之后将会出现界面层分裂的现象;如果两种材料发生高温反应，其生成的反应层又将影响原来各自材料的特性。
对于不同介电常数和组成的两种材料的共烧匹配性以及如何减少相互间的反应活性等是研究的重点。
在LＴＣC应用于高性能系统时，对收缩行为的严格控制关键在于对LTCC共烧体系烧结收缩率的控制,LTＣＣ共烧体系沿X-Y方向的收缩一般为12%～16%。
借助无压烧结或助压烧结技术,获得沿X-Y方向零收缩率的材料[17，１8]烧结时，在ＬTCC共烧层的顶部和下部放置于压片作为收缩率控制层。
借助控制层与多层之间一定的粘结作用及控制层严格的收缩率，限制了LTCC结构沿X、Y方向的收缩行
为。
为了补充基板沿Ｘ-Y方向的收缩损失,基板将沿Z方向进行收缩补偿。
结果，ＬTCＣ结构在Ｘ、Y方向上的尺寸变化只有0.1％左右，从而保证了烧结后,布线及孔的位置和精度,保证了器件的质量。
ﻫﻫDｕpont公司研发的控制收缩烧结技术已应用于60%LTCＣ基板和3０％的LＴＣC电路产品中。
图4为Ｄｕpｏnt公司的控制收缩技术，表３给出相应的性能。