低温共烧陶瓷技术介绍

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多层低温共烧陶瓷技术

多层低温共烧陶瓷技术

多层低温共烧陶瓷技术介绍多层低温共烧陶瓷技术是一种先进的工艺,它能够在较低的温度下制造出高质量的陶瓷制品。

这项技术受到了广泛的关注和应用,因为它具有许多优势,包括节能、环保和提高生产效率等。

背景传统的陶瓷烧制工艺通常需要较高的温度,这不仅会消耗大量的能源,还会产生一些有害的气体和废物。

而多层低温共烧陶瓷技术的出现,可以有效地解决这些问题。

原理多层低温共烧陶瓷技术利用了新型的烧结材料和工艺,使陶瓷制品在较低的温度下完成烧制过程。

其原理是通过多层叠加陶瓷片,形成一个整体的结构,然后在较低的温度下进行共烧,从而实现高强度和高质量的陶瓷制品。

优势多层低温共烧陶瓷技术相比传统工艺有以下优势:1.节能:由于烧制温度较低,能够大幅度减少能源的消耗。

2.环保:较低的烧制温度减少了排放的有害气体和废物,对环境造成的负面影响较小。

3.资源利用率高:多层共烧技术可以充分利用原材料,减少废料的产生,提高了资源利用效率。

4.生产效率高:这种新型工艺可以在较短的时间内完成产品的生产,大大提高了生产效率和产量。

多层低温共烧陶瓷技术在各个领域都有广泛的应用,包括建筑材料、日用陶瓷、电子陶瓷等。

下面以建筑材料为例,介绍其在该领域的应用。

建筑材料多层低温共烧陶瓷技术在建筑材料领域的应用越来越广泛。

它可以制造出高强度、耐久性强的陶瓷制品,如砖瓦、地板砖等。

而且这些制品还具有良好的防水性能和隔热性能,能够满足不同建筑环境的需求。

优势多层低温共烧陶瓷技术在建筑材料领域的应用具有以下优势:1.高强度:多层共烧技术可以增加陶瓷制品的强度,使其能够承受较大的压力和重量。

2.耐久性强:由于采用了先进的工艺,制造出的陶瓷制品具有很高的抗磨损性和耐久性。

3.防水性能好:多层共烧技术可以使陶瓷制品具有良好的防水性能,能够有效阻止水分渗透。

4.隔热性能好:陶瓷是一种热传导性能较低的材料,多层共烧技术进一步提高了陶瓷制品的隔热性能,能够有效减少热量的传导。

TLCC低温共烧陶瓷技术

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

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。

什么是LTCC

什么是LTCC

什么是LTCC?LTCC英文全称Low temperature cofired ceramic,低温共烧陶瓷技术。

低温共烧陶瓷技术(LTCC:low temperature cofired ceramic)是一种将未烧结的流延陶瓷材料叠层在一起而制成的多层电路,内有印制互联导体、元件和电路,并将该结构烧结成一个集成式陶瓷多层材料。

LTTC利用常规的厚膜介质材料流延,而不是丝网印制介质浆料。

生瓷带切成大小合适的尺寸,打出对准孔和内腔,互连通孔采用激光打孔或者机械钻孔形成。

将导体连同所需要的电阻器、电容器和电感器网印或者光刻到各层陶瓷片上。

然后各层陶瓷片对准、叠层并在850摄氏度下共烧。

利用现有的厚膜电路生产技术装配基板和进行表面安装。

设计传输零点是因目前有很多无线系统的应用,而每个系统所使用的频带非常接近,很容易造成彼此间的干扰,因此可借助于设计传输零点来降低系统之间的干扰。

该电路可以合成出大电容与小电感。

Cs约为PF量级,Ls约为0.1 nH量级,因此较适合用于低温共烧陶瓷基板。

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。

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。

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。

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

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

低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic LTCC)该技术是1982年开始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[1],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。

[2]总之,利用这种技术可以成功地制造出各种高技术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方法,主要有低温共烧陶瓷(LTCC)技术、薄膜技术、硅片半导体技术、多层电路板技术等。

LTC C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各式主动或被动组件的产品,整合型组件产品项目包含零组件(components)、基板(substrates)与模块(modules )。

[3]2技术优势对比优势与其它集成技术相比,LTCC有着众多优点:第一,陶瓷材料具有优良的高频、高速传输以及宽通带的特性。

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,配合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,增加了电路设计的灵活性;第二,可以适应大电流及耐高温特性要求,并具备比普通PCB电路基板更优良的热传导性,极大地优化了电子设备的散热设计,可靠性高,可应用于恶劣环境,延长了其使用寿命;第三,可以制作层数很高的电路基板,并可将多个无源元件埋入其中,免除了封装组件的成本,在层数很高的三维电路基板上,实现无源和有源的集成,有利于提高电路的组装密度,进一步减小体积和重量;第四,与其他多层布线技术具有良好的兼容性,例如将LTCC与薄膜布线技术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;第五,非连续式的生产工艺,便于成品制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。

LTCC的概念低温共烧陶瓷

LTCC的概念低温共烧陶瓷

LTCC的概念低温共烧陶瓷LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic)是一种低温共烧陶瓷技术,用于制造多层陶瓷板(MLCC)和射频模块(RF Module)等微电子器件。

LTCC技术以其优异的电性能、热性能和机械性能,成为了电子器件封装技术领域中的重要技术之一LTCC技术的核心在于材料的成分和共烧工艺的控制。

LTCC材料主要由陶瓷粉体、玻璃粉体和有机添加剂等组成。

这些粉体经过共烧过程,形成致密的陶瓷结构,其中陶瓷相和玻璃相具有不同的性质,以满足不同的应用需求。

共烧工艺包括成形、裁切、粘贴、层压和共烧等步骤,要求温度控制和气氛控制等因素,以确保陶瓷板具有良好的性能和可靠性。

LTCC技术具有许多优势。

首先,LTCC材料具有优异的介电性能,能在高频率下传输信号,且具有较低的介电损耗。

而且LTCC材料还具有良好的热导率和热稳定性,能够在高温环境下工作。

其次,LTCC制造工艺相对简单,可以实现高度集成和微型化。

它可以在一块陶瓷板上制造出多个电路和部件,减少了连接线的长度和功耗,提高了可靠性和效率。

此外,LTCC材料可与金、银等导电材料粘接,在电路板上制造导线和元件,从而实现高度集成。

LTCC技术已广泛应用于电子通信、汽车、医疗、物联网和航天等领域。

在电子通信领域,LTCC技术可以制造高速率的射频滤波器和耦合器,用于无线通信和卫星通信等应用。

在汽车领域,LTCC技术可以制造汽车电子模块,如发动机控制单元(ECU)、车载导航系统和胎压监测系统等。

在医疗领域,LTCC技术可以制造医疗传感器、无线医疗设备和植入式医疗器械等。

在物联网领域,LTCC技术可以制造智能家居设备、智能穿戴设备和智能监控设备等。

在航天领域,LTCC技术可以制造高温和高频率下工作的射频模块和元件。

虽然LTCC技术具有众多的优点,但也存在一些挑战和局限。

首先,LTCC材料的陶瓷粉体和玻璃粉体的选择和制备对材料的性能有重要影响。

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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。

被吸收的激光能量使接触区域内的部件熔化并结合。

在连接区域固化之后,表现出和基底材料同样的属性。

新颖的熔接技术
由德国弗劳恩霍夫材料和光束技术研究所开发的新技术,能直接、牢固的焊接陶瓷和聚合物。

乍看起来,直接熔接两种截然不同熔点的物体似乎是很困难的。

普通的热塑性聚合物熔点在250 ℃以下,热分解的话需要超过400 ℃的高温。

相比之下,陶瓷的熔点却在1000 ℃以上。

这两种材料大相径庭的受热及物理表现对这种熔接技术构成了挑战。

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