从化学成分上来看,目前使用的,能够实现低温烧结的陶瓷材料主要包括微晶玻璃体系、玻璃 陶瓷复合体系和非晶玻璃体系,其中微晶玻璃系和玻璃 陶瓷复合体系是近年来人们研究的重点,开发了(Mg、Ca)TiO3系,BaO- TiO2系,ZnO- TiO2系,BaN-Nd2O3- TiO2系,(Zr, Sn)·TiO3系,(Zn, Sn)·TiO3系,(Ba, Nb) TiO3系以及硼硅酸盐系等许多LTCC材料体系。
(1)当前已开发的LTCC基板材料大致可分为以下三类:
①陶瓷-玻璃系(微晶玻璃):低介电损耗,适合制作20~30GHz的器件;
②玻璃加陶瓷填充料的复合系:填充物的主要作用是用来改善陶瓷的抗弯强度、热导率等,在烧结过程中玻璃和填充料反应形成高Q值晶体。
③单相陶瓷系:低烧结温度,高致密化,以减小材料的介电常数和介电损耗,以满足多层电路性能的要求。
(2)LTCC技术在产品中的应用可粗略地分为以下四种:
①高精度片式元件:如高精度片式电感器、电阻器、片式微波电容器等,以及这些元件的阵列等。随着手机、多种电子设备的小型化、多功能化,对用于高频电路/高频模块中的积层芯片电感器小型化和高Q特性提出要求,这也使得LTCC技术为基础的片式元件向多层片式发展。
②无源集成功能器件:如片式射频无源集成组件,包括LC滤波器及其阵列、定向耦合器、功分器、功率合成器、Balun(平衡-不平衡变换器)、天线、延迟线、衰减器,共模扼流圈及其阵列等。LTCC技术的重要应用就是无源器件的功能化集成,包括电感、电容、滤波器以及天线和双工器等。
③无源集成基板:如蓝牙模块基板、手机前端模块基板、集中参数环行器基板等。
④功能模块:如蓝牙模块、手机前端模块、天线开关模块、功放模块等。
由此可见,LTCC产品在电子元件集成中应用十分广泛,如:各种制式的手机、蓝牙模块、全球定位系统(GPS)、个人数字助理(PDA)、数码相机、WLAN、汽车电子、光驱等,LTCC产品在手机中的用量占据主要部分,约达80%以上;其次是蓝牙模块和WLAN。