CAC2025 广(guang)州(zhou)先(xian)进陶(tao)瓷论(lun)坛暨展览(lan)会(hui)
2025年5月26-28日 美丽豪酒店（广州番禺店）
在5G高(gao)(gao)频(pin)通信时(shi)代，电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)产品(pin)向(xiang)微小(xiao)型(xing)化和多功能(neng)化方向(xiang)发展(zhan)，对电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)元器(qi)件的集(ji)成(cheng)和封(feng)装(zhuang)(zhuang)提出了更(geng)高(gao)(gao)的要求，同时(shi)也带动了与之密切相关(guan)的电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)封(feng)装(zhuang)(zhuang)技(ji)(ji)术(shu)(shu)的发展(zhan)。电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)封(feng)装(zhuang)(zhuang)技(ji)(ji)术(shu)(shu)直(zhi)接影响着电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)器(qi)件和集(ji)成(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路的高(gao)(gao)速(su)传输、功耗、复杂性、可靠性和成(cheng)本等，因此成(cheng)为电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)领域(yu)的关(guan)键(jian)技(ji)(ji)术(shu)(shu)。低温共烧陶瓷( LTCC) 技(ji)(ji)术(shu)(shu)作(zuo)为无源(yuan)元器(qi)件集(ji)成(cheng)的关(guan)键(jian)技(ji)(ji)术(shu)(shu)，在开发高(gao)(gao)频(pin)、高(gao)(gao)性能(neng)、高(gao)(gao)集(ji)成(cheng)度(du)的电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)元器(qi)件方面具(ju)有显著优势，对我国高(gao)(gao)频(pin)通信的发展(zhan)有着举足轻重(zhong)的作(zuo)用。
为了(le)获(huo)得(de)更(geng)(geng)大的(de)(de)带宽和更(geng)(geng)快(kuai)的(de)(de)传(chuan)输速(su)率(lv)，无线(xian)通信(xin)系(xi)统的(de)(de)工作频(pin)率(lv)越(yue)来越(yue)高，5G 和毫米波技(ji)(ji)术是正在大力(li)发(fa)展(zhan)的(de)(de)通信(xin)技(ji)(ji)术。同时，手机、智能(neng)可穿(chuan)戴设备等(deng)消费电(dian)子产品的(de)(de)功能(neng)越(yue)来越(yue)复杂，体积也越(yue)来越(yue)小(xiao)，这些因素(su)均使(shi)得(de) LTCC 组件不断(duan)向模块化(hua)、小(xiao)型化(hua)及高频(pin)化(hua)等(deng)方(fang)向发(fa)展(zhan)。因此，开发(fa)具有更(geng)(geng)好(hao)温度(du)稳定性、更(geng)(geng)低(di)(di)介电(dian)损(sun)耗、更(geng)(geng)低(di)(di)烧结温度(du)的(de)(de)可适(shi)用于高频(pin)场(chang)景的(de)(de)低(di)(di)温共烧介质陶瓷(ci)材料，提升 LTCC 工艺技(ji)(ji)术水平(ping)和内部线(xian)路(lu)设计能(neng)力(li)，减小(xiao) LTCC 元器(qi)件尺寸并进行更(geng)(geng)高密度(du)集成是未(wei)来 LTCC 技(ji)(ji)术的(de)(de)发(fa)展(zhan)趋势。
（来源：晶弘科技）
一(yi)、低温共烧陶(tao)瓷（LTCC）材料
目前低温(wen)共烧(shao)陶瓷（LTCC）材料(liao)有(you)三大类：微晶玻(bo)璃(li)系(xi)，玻(bo)璃(li)+陶瓷复合系(xi)和非晶玻(bo)璃(li)系(xi)。其中(zhong)玻(bo)璃／陶瓷复合体(ti)系(xi)和微晶玻(bo)璃体(ti)系(xi)是产业内研究的重点(dian)。
来源(yuan)：日本(ben)电气硝子
1、微晶(jing)玻璃(li)系
微(wei)晶(jing)玻(bo)璃(li)(li)是由(you)一(yi)(yi)定组(zu)成(cheng)(cheng)的(de)(de)玻(bo)璃(li)(li)通过受控晶(jing)化(hua)制得的(de)(de)由(you)大量(liang)微(wei)小晶(jing)体(ti)和(he)少(shao)量(liang)残(can)余玻(bo)璃(li)(li)相组(zu)成(cheng)(cheng)的(de)(de)复(fu)合(he)体(ti)。它具有配方易调(diao)节，工(gong)艺简单且性能较优(you)的(de)(de)特点，如(ru)低介电(dian)损耗，适(shi)用(yong)于(yu)制作工(gong)作频率在(zai)20～30GHz的(de)(de)器件，以堇青石、钙硅(gui)(gui)石及锂辉石应用(yong)最为广泛。微(wei)晶(jing)玻(bo)璃(li)(li)按基础玻(bo)璃(li)(li)组(zu)成(cheng)(cheng)一(yi)(yi)般可(ke)分为硅(gui)(gui)酸(suan)(suan)盐(yan)系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)、铝硅(gui)(gui)酸(suan)(suan)盐(yan)系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)、硼硅(gui)(gui)酸(suan)(suan)盐(yan)系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)、硼酸(suan)(suan)盐(yan)系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)以及磷酸(suan)(suan)盐(yan)系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)等五大类。微(wei)晶(jing)玻(bo)璃(li)(li)采用(yong)硅(gui)(gui)酸(suan)(suan)盐(yan)类的(de)(de)玻(bo)璃(li)(li)——陶瓷(ci)材料，添加(jia)1种或多种氧化(hua)物(wu)，如(ru)ZrO₂、ZnO、SnO₂，烧结温度在(zai)850～1050 ℃，介电(dian)常数和(he)热膨胀系(xi)(xi)(xi)数小。
2、玻璃(li)+陶瓷复合系
这(zhei)是(shi)目(mu)前最常用的LTCC材料(liao)。在陶瓷(ci)中加入(ru)低(di)熔点的玻璃(li)相(xiang)，烧(shao)(shao)结(jie)时玻璃(li)软(ruan)化(hua)，粘度(du)(du)下降(jiang)，从而可以降(jiang)低(di)烧(shao)(shao)结(jie)温度(du)(du)。玻璃(li)主要是(shi)各种晶化(hua)玻璃(li)，陶瓷(ci)填充相(xiang)主要是(shi)Al2O3、SiO2、堇青石、莫来石等。烧(shao)(shao)结(jie)温度(du)(du)在900℃左右(you)，工艺简单灵活，容易控制调节复合材料(liao)的烧(shao)(shao)结(jie)特(te)性(xing)和物理性(xing)能(neng)，介电常数及其温度(du)(du)系数小，电阻率高，化(hua)学(xue)稳(wen)定(ding)性(xing)好。
3、非晶玻璃系
将形成玻璃(li)的氧化(hua)物进行充分混合，在(zai)800～ 950℃之(zhi)间煅烧，然后球(qiu)磨过筛，按照陶瓷(ci)工(gong)艺成(cheng)(cheng)型烧结成(cheng)(cheng)为致密的陶瓷(ci)基板(ban)。这(zhei)种体系的工(gong)艺简单，成(cheng)(cheng)分容易控(kong)制，但陶瓷(ci)基板(ban)的综合性能不太理想，如(ru)机械强度较低，介(jie)质损耗较大，目(mu)前很少采用。
二、低温(wen)共烧陶瓷(LTCC)技术(shu)
电子封(feng)装技术工艺主要有直(zhi)接电镀陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)技术、高温共烧(shao)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)(HTCC)技术、低(di)温共烧(shao)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)(LTCC)技术等。其(qi)中(zhong)，低(di)温共烧(shao)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)(LTCC)技术被(bei)认为是实现多层陶瓷封装(zhuang)高(gao)标准、高(gao)要(yao)求的最优(you)方法之(zhi)一。此外(wai)，低(di)温共烧陶瓷(ci)技术(shu)(shu)（LTCC）是一种多(duo)层陶瓷(ci)微波材料技术(shu)(shu)，可以将无源元(yuan)件(jian)内埋置到基板内部同(tong)时将有(you)源元(yuan)件(jian)贴(tie)装在基板表面(mian)、实现三维结构，在制成无源/有(you)源器(qi)件(jian)、功能(neng)模(mo)(mo)(mo)块集成等(deng)(deng)方面(mian)有(you)灵活性，具(ju)有(you)操作简单(dan)、技术(shu)(shu)成熟、低(di)损(sun)耗、优良的(de)(de)高(gao)频Q值、小型化(hua)等(deng)(deng)优势，可用于制作基板、器(qi)件(jian)及(ji)功能(neng)模(mo)(mo)(mo)块。例如，基于LTCC制造高(gao)频通讯模(mo)(mo)(mo)组具(ju)备高(gao)Q、允(yun)许大电(dian)流(liu)及(ji)耐(nai)高(gao)温、热传导(dao)性更好(hao)、可将被动元(yuan)器(qi)件(jian)埋入多(duo)层电(dian)路中(zhong)增(zeng)加电(dian)路密度(du)、小CTE等(deng)(deng)优点，更适于5G高(gao)频天线的(de)(de)应用。
以下(xia)是(shi)低温共烧陶瓷技术（LTCC）工(gong)艺的(de)具体(ti)步骤：
(a)HTCC陶(tao)瓷基板产(chan)品(b)LTCC陶(tao)瓷基板产(chan)品
LTCC制备(bei)电子封(feng)装陶(tao)瓷具体步骤如下：
（1）陶瓷浆(jiang)料(liao)的(de)(de)准备和配制，将陶瓷粉加入有机黏结剂，并加入一定量玻璃粉（一般(ban)占浆(jiang)料(liao)的(de)(de)40%～60%）来降低烧结温度，混合(he)均匀后流(liu)延得(de)到最大(da)可达(da)几(ji)毫米(mi)的(de)(de)生瓷带料(liao)；
（2）生瓷带(dai)被裁切为单独的小片(pian)，通过(guo)机械或激光的方法冲制需要的通孔；
（3）利用(yong)丝网印刷、微孔注浆等技术将(jiang)金属导(dao)体(ti)（Cu、Ag和Au等）填(tian)充生瓷带上的(de)孔，并制作导(dao)电图形。
（4）将(jiang)单层(ceng)的生瓷带按工(gong)艺要(yao)求堆叠在一(yi)起(qi)(qi)，经单轴和等(deng)静(jing)压力层(ceng)压而结合在一(yi)起(qi)(qi)，低温（900～1000℃）烧结成型，最终(zhong)制(zhi)成高密度集(ji)成电路，也可以(yi)内置无源(yuan)(yuan)元(yuan)件，或(huo)在表面贴装IC和有源(yuan)(yuan)元(yuan)件，或(huo)无源(yuan)(yuan)／有源(yuan)(yuan)的混合集(ji)成功能模块。
LTCC制备(bei)工艺流程图
1、LTCC工艺(yi)改(gai)进：表面金属化
表(biao)(biao)(biao)面(mian)金(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)(shu)化(hua)是利用表(biao)(biao)(biao)面(mian)改性(xing)(xing)(xing)(xing)技术在非(fei)(fei)金(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)(shu)表(biao)(biao)(biao)面(mian)上覆盖金(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)(shu)涂层(ceng)，电镀(du)和化(hua)学镀(du)是最常用的(de)(de)方法。金(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)(shu)化(hua)能(neng)使LTCC材(cai)(cai)料(liao)表(biao)(biao)(biao)面(mian)具(ju)优良的(de)(de)导(dao)电性(xing)(xing)(xing)(xing)、导(dao)热性(xing)(xing)(xing)(xing)以及可(ke)焊性(xing)(xing)(xing)(xing)等金(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)(shu)特性(xing)(xing)(xing)(xing)。电镀(du)需要对(dui)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)非(fei)(fei)金(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)(shu)表(biao)(biao)(biao)面(mian)进行复杂的(de)(de)镀(du)前处理以使材(cai)(cai)料(liao)具(ju)有(you)导(dao)电性(xing)(xing)(xing)(xing)，从而满足后续(xu)电镀(du)需求，但金(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)(shu)化(hua)后的(de)(de)孔隙较大(da)，且会(hui)造成较重程度的(de)(de)污染。化(hua)学镀(du)则(ze)是在陶瓷(ci)材(cai)(cai)料(liao)表(biao)(biao)(biao)面(mian)通过(guo)沉积不同的(de)(de)金(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)(shu)以实现陶瓷(ci)表(biao)(biao)(biao)面(mian)金(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)(shu)化(hua)。
表面金属化(hua)可改善(shan)陶瓷的(de)可焊性，使绝缘的(de)陶瓷材料(liao)获得良好的(de)导(dao)电、导(dao)热等物理性能(neng)(neng)和优异(yi)的(de)化(hua)学性能(neng)(neng)，从而(er)满(man)足电子信息技术各方面的(de)要求，进(jin)而(er)满(man)足LTCC材料(liao)的(de)性能(neng)(neng)需(xu)要。
三、应用
与其(qi)他封装技术(shu)相比，LTCC技术(shu)的主(zhu)要优势在(zai)于(yu):①LTCC材料具有优良(liang)的高(gao)(gao)(gao)频、高(gao)(gao)(gao)速传输和宽带(dai)通的特性(xing)(xing)(xing)(xing)。其(qi)介电(dian)(dian)(dian)常数可(ke)通过改变材料配(pei)方来调控，增加了电(dian)(dian)(dian)路(lu)设计的灵活性(xing)(xing)(xing)(xing);②以电(dian)(dian)(dian)导(dao)(dao)率(lv)高(gao)(gao)(gao)的金属材料作为布(bu)线导(dao)(dao)体(ti)，有利于(yu)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)电(dian)(dian)(dian)路(lu)系(xi)统的品质(zhi)因(yin)数;③热(re)传导(dao)(dao)性(xing)(xing)(xing)(xing)比普通PCB电(dian)(dian)(dian)路(lu)板好，热(re)膨胀系(xi)数低(di)，有助于(yu)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)集成系(xi)统的可(ke)靠性(xing)(xing)(xing)(xing)及耐高(gao)(gao)(gao)温和承受大电(dian)(dian)(dian)流的能力;④可(ke)通过多(duo)层互联内埋多(duo)个无源器件，并(bing)结合表(biao)面贴装技术(shu)，实现(xian)有源无源集成，极大地提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)电(dian)(dian)(dian)路(lu)的组装密度;⑤与其(qi)他多(duo)层布(bu)线技术(shu)兼容性(xing)(xing)(xing)(xing)好，可(ke)进行(xing)混(hun)合多(duo)芯片(pian)组件技术(shu)的开发;⑥非(fei)连(lian)续性(xing)(xing)(xing)(xing)生产(chan)工艺，便于(yu)进行(xing)质(zhi)量检(jian)查，有利于(yu)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)成品率(lv)，降(jiang)低(di)成本(ben)。
凭(ping)借(jie)上述优势，LTCC现已(yi)成(cheng)为无源集(ji)成(cheng)的(de)主(zhu)流(liu)技术，广泛(fan)应用于(yu)无线通信、消(xiao)费电(dian)子、医疗机(ji)械、汽车电(dian)子、航(hang)空(kong)航(hang)天以及(ji)国防军工等领域。
（来(lai)源(yuan)：晶弘科技）
1、电子通信领域
电子(zi)通(tong)信(xin)领域(yu)与(yu)人们(men)生活紧密相(xiang)连。在(zai)移动通(tong)信(xin)设备手机、蓝牙等产(chan)品中(zhong)，相(xiang)关的(de)(de)(de)低温共(gong)烧陶瓷(LTCC)产(chan)品得到了普遍(bian)的(de)(de)(de)应用(yong)。作为当前的(de)(de)(de)新兴热(re)门的(de)(de)(de)5G通(tong)信(xin)技术(shu)领域(yu)，电子(zi)封(feng)装(zhuang)的(de)(de)(de)技术(shu)与(yu)材料的(de)(de)(de)应用(yong)日益增多(duo)。与(yu)传统通(tong)信(xin)技术(shu)相(xiang)比(bi)，5G通(tong)信(xin)技术(shu)接入(ru)工(gong)作器(qi)件(jian)时，首(shou)先需满足全频(pin)谱(pu)接入(ru)、高(gao)频(pin)段乃至毫米波传输(shu)和(he)超高(gao)宽带传输(shu)三个(ge)基本要求(qiu)。因此，在(zai)封(feng)装(zhuang)过(guo)程(cheng)中(zhong)，需要进一步研制(zhi)低介(jie)电常数、高(gao)导热(re)、高(gao)绝缘、大规(gui)模集成化、高(gao)频(pin)化和(he)高(gao)频(pin)谱(pu)效率的(de)(de)(de)电子(zi)封(feng)装(zhuang)材料来(lai)满足当前信(xin)息技术(shu)领域(yu)的(de)(de)(de)发展需求(qiu)。
滤波器基板（来源(yuan)：晶弘科技）
使(shi)用场景(jing)：信号基站（来源：晶弘(hong)科(ke)技）
2、航天(tian)电子领域(yu)
如今，在飞(fei)速(su)发(fa)展的(de)(de)(de)航天领域(yu)中，对(dui)航天器上的(de)(de)(de)电子设备的(de)(de)(de)性能要(yao)求越来越高(gao)。因此，对(dui)于新材料以(yi)及新工艺的(de)(de)(de)研究也越来越迫切(qie)。低(di)温共烧陶瓷(ci)(LTCC)材料由于其优异(yi)的(de)(de)(de)介电、热(re)学、力(li)学性能和(he)高(gao)可(ke)(ke)靠性、易于集成(cheng)(cheng)、设计多(duo)样(yang)等综合性能，已成(cheng)(cheng)为MCM多(duo)芯片微(wei)组装工艺的(de)(de)(de)首选材料。低(di)温共烧陶瓷(ci)(LTCC)不(bu)仅可(ke)(ke)以(yi)减小航天器载(zai)荷的(de)(de)(de)体积与质(zhi)量，还可(ke)(ke)以(yi)适应(ying)太空(kong)中恶劣(lie)多(duo)变(bian)、极(ji)冷极(ji)热(re)的(de)(de)(de)苛刻环(huan)境。
MCM多芯(xin)片模(mo)块(kuai)
3、医(yi)疗机械(xie)领(ling)域
在与人(ren)(ren)们的身体(ti)健康密切相关的医疗机械(xie)中，由于电子(zi)封装(zhuang)材(cai)料中的低温共(gong)烧陶瓷(LTCC)材(cai)料具有(you)体(ti)积小、可靠性(xing)(xing)高、对人(ren)(ren)体(ti)无副作用等(deng)(deng)特(te)点，能完全满(man)足(zu)诸(zhu)如心(xin)脏起(qi)搏器(qi)和助听(ting)器(qi)等(deng)(deng)需要植(zhi)入人(ren)(ren)体(ti)的医疗器(qi)械(xie)的性(xing)(xing)能要求。因此，低温共(gong)烧陶瓷(LTCC)广泛应用于医疗检测和监护设备(bei)等(deng)(deng)器(qi)械(xie)，在性(xing)(xing)能和成(cheng)本方面具有(you)极大(da)的优势。
4、汽车电子领域
随着人们对(dui)汽(qi)车等(deng)日常出行(xing)代步工具的工作可靠(kao)性(xing)和(he)(he)(he)安全性(xing)等(deng)性(xing)能(neng)要(yao)求(qiu)的不(bu)断提高(gao)，汽(qi)车控(kong)制正向(xiang)智能(neng)化(hua)和(he)(he)(he)电子(zi)化(hua)的方向(xiang)飞速发(fa)展。低温共(gong)烧陶瓷(LTCC)以(yi)其耐(nai)高(gao)温、抗振动性(xing)和(he)(he)(he)密封性(xing)能(neng)优异等(deng)优势，在汽(qi)车电子(zi)电路(lu)领(ling)域(yu)具有重要(yao)的地位。ECU(发(fa)动机控(kong)制模块(kuai))和(he)(he)(he)ABS(制动防抱死模块(kuai))就应用了(le)LTCC技术(shu)和(he)(he)(he)材料来(lai)满足(zu)对(dui)汽(qi)车高(gao)可靠(kao)性(xing)和(he)(he)(he)高(gao)性(xing)能(neng)的要(yao)求(qiu)。
激光器基(ji)板(ban)（来源：晶弘科技(ji)）
应用场景：汽车激光(guang)雷达（来源：晶(jing)弘科(ke)技）
此外(wai)，在军用的(de)集(ji)成电路和声表面波器(qi)(qi)件(jian)、晶体震荡器(qi)(qi)件(jian)、光电器(qi)(qi)件(jian)等领域，电子(zi)陶(tao)瓷(ci)(ci)封(feng)装(zhuang)材料也(ye)有较(jiao)大的(de)发展空间(jian)，并向多层(ceng)化方(fang)向发展。可靠性好、柔(rou)性大、开发费(fei)用低的(de)多层(ceng)陶(tao)瓷(ci)(ci)封(feng)装(zhuang)外(wai)壳也(ye)是研究人(ren)员(yuan)的(de)关(guan)注重(zhong)点。
参考来源(yuan)：
1、电子封装(zhuang)陶(tao)瓷的研究(jiu)进展，张光磊,郝宁,杨治刚,张诚,金(jin)华(hua)江,高珊（陶(tao)瓷学报）；
2、电子(zi)封装陶瓷基板，程浩,陈明(ming)祥,罗小兵(bing),彭(peng)洋,刘松坡（现代技术陶瓷）；
3、LTCC 材料及其器件(jian)——产业发展与思考，杨(yang)斌(bin)，王荣，张晗，李(li)勃（电子元件(jian)与材料）;
4、低(di)温共(gong)烧陶(tao)瓷（LTCC）材料及其(qi)应(ying)用(yong)（中国科学院上海硅(gui)酸盐研究(jiu)所）。
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