LTCC助推元件集成化功能模块研制是重点

类别:其他  出处:网络整理  发布于:2008-12-04 09:14:05 | 1172 次阅读

  微型化、模块化和高频化是元器件研究开发的重要目标,LTCC技术正是实现这种目标的有力手段。新型LTCC材料系统成功解决了低烧结温度、低介电常数和高机械性能之间的矛盾。积极开发和推广低温共烧陶瓷材料,使其产业化,并形成一定的材料体系和产业规模,是当前信息功能陶瓷领域的重要研究任务之一。

  随着现代信息技术的飞速发展,电子线路的微型化、轻量化、集成化和高频化对电子元件提出了小尺寸、高频率、高可靠性和高集成度的要求。片式化、小型化已成为衡量电子元件技术发展水平的重要标志之一。为了迎合电子信息产业的发展需求,出现了许多新型的组件整合技术,如多芯片组件技术、低温共烧陶瓷技术(LTCC)和芯片尺寸封装技术等。其中低温共烧陶瓷技术以其集成密度高和高频特性好等优异的电学、机械、热学及工艺特性,成为目前电子元件集成化的主流方式,广泛应用于电子、通信、航空航天、汽车、计算机和医疗等领域。

  欧美日厂商占据主要市场份额

  LTCC技术早由美国休斯公司开发,国外初主要应用于军事电子领域,其成本相对较高,近年来由于受到汽车电子和通信等行业的推动,LTCC材料和工艺有了很大改进,成本降低,逐渐向民用方向发展。

  过去电子元件技术均由日商执牛耳,因此在LTCC工艺的掌握上,仍旧由日商与部分欧美业者。LTCC材料在日本、美国以及欧洲等发达国家早已进入产业化和系列化阶段,如美国国家半导体、DuPont、村田制作所、松下寿、京瓷等研发机构对LTCC技术已研发多年,形成了一定的材料体系,生产工艺也较为成熟,他们在技术,材料来源及规格主导权上均占有主要优势,欧美日厂商基本上占据了LTCC九成以上的市场。

  同时在2000年前后,由于看到手机和蓝牙等无线通信市场的快速成长,预测到通信产品的小型化必将导入LTCC元件,我国部分台湾厂商也积极投入到LTCC技术的开发或者寻求与欧美日等厂商的合作之中。目前可以提供LTCC材料和模块的台商主要有国巨、王景德电子和华新科等十余家企业。

  相比之下,我国大陆LTCC市场的开发稍显逊色,与欧美日等国家相比至少落后5年,这主要是由于大陆电子终端产品的发展滞后造成的。LTCC功能组件和模块主要用于GSM、CDMA、PHS(手持电话系统)手机、无绳电话、WLAN(无线局域网)和蓝牙等通信产品,除40多兆的无绳电话外,这几类产品在大陆是近四五年才发展起来的。目前,深圳南玻电子有限公司已经建成了大陆条LTCC生产线,开发出了多种LTCC产品并已投产。而在材料方面,清华大学、电子科技大学、中科院上海硅酸盐研究所等已开展了大量的研究工作。国内LTCC市场的开发潜力很大,随着未来电子元件的模块化以及电子终端产品的过剩,价格成本的竞争必定会更加激烈,国内厂家初采用的原料、设计直接从国外打包进口的做法已经难以满足价格战的要求,LTCC产品和自主知识产权的开发已经提上日程,这为国内LTCC市场的发展提供了良好的契机。

  新型LTCC材料系统解决技术难题

  LTCC产品的性能完全依赖于所选用材料的性能。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。

  微型化、模块化和高频化是元器件研究开发的重要目标,LTCC技术正是实现这种目标的有力手段。新型LTCC材料系统成功解决了低烧结温度、低介电常数和高机械性能之间的矛盾。积极开发和推广低温共烧陶瓷材料,使其产业化,并形成一定的材料体系和产业规模,是当前信息功能陶瓷领域的重要研究任务之一。

  随着现代信息技术的飞速发展,电子线路的微型化、轻量化、集成化和高频化对电子元件提出了小尺寸、高频率、高可靠性和高集成度的要求。片式化、小型化已成为衡量电子元件技术发展水平的重要标志之一。为了迎合电子信息产业的发展需求,出现了许多新型的组件整合技术,如多芯片组件技术、低温共烧陶瓷技术(LTCC)和芯片尺寸封装技术等。其中低温共烧陶瓷技术以其集成密度高和高频特性好等优异的电学、机械、热学及工艺特性,成为目前电子元件集成化的主流方式,广泛应用于电子、通信、航空航天、汽车、计算机和医疗等领域。

  欧美日厂商占据主要市场份额

  LTCC技术早由美国休斯公司开发,国外初主要应用于军事电子领域,其成本相对较高,近年来由于受到汽车电子和通信等行业的推动,LTCC材料和工艺有了很大改进,成本降低,逐渐向民用方向发展。

  过去电子元件技术均由日商执牛耳,因此在LTCC工艺的掌握上,仍旧由日商与部分欧美业者。LTCC材料在日本、美国以及欧洲等发达国家早已进入产业化和系列化阶段,如美国国家半导体、DuPont、村田制作所、松下寿、京瓷等研发机构对LTCC技术已研发多年,形成了一定的材料体系,生产工艺也较为成熟,他们在技术,材料来源及规格主导权上均占有主要优势,欧美日厂商基本上占据了LTCC九成以上的市场。

  同时在2000年前后,由于看到手机和蓝牙等无线通信市场的快速成长,预测到通信产品的小型化必将导入LTCC元件,我国部分台湾厂商也积极投入到LTCC技术的开发或者寻求与欧美日等厂商的合作之中。目前可以提供LTCC材料和模块的台商主要有国巨、王景德电子和华新科等十余家企业。

  相比之下,我国大陆LTCC市场的开发稍显逊色,与欧美日等国家相比至少落后5年,这主要是由于大陆电子终端产品的发展滞后造成的。LTCC功能组件和模块主要用于GSM、CDMA、PHS(手持电话系统)手机、无绳电话、WLAN(无线局域网)和蓝牙等通信产品,除40多兆的无绳电话外,这几类产品在大陆是近四五年才发展起来的。目前,深圳南玻电子有限公司已经建成了大陆条LTCC生产线,开发出了多种LTCC产品并已投产。而在材料方面,清华大学、电子科技大学、中科院上海硅酸盐研究所等已开展了大量的研究工作。国内LTCC市场的开发潜力很大,随着未来电子元件的模块化以及电子终端产品的过剩,价格成本的竞争必定会更加激烈,国内厂家初采用的原料、设计直接从国外打包进口的做法已经难以满足价格战的要求,LTCC产品和自主知识产权的开发已经提上日程,这为国内LTCC市场的发展提供了良好的契机。

  新型LTCC材料系统解决技术难题

  LTCC产品的性能完全依赖于所选用材料的性能。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。

  由于电子工业向高集成化发展,所以各种LTCC功能模块的研制已经成为人们研究的焦点。蓝牙技术和模块的不断更新,有力地推动了LTCC技术的发展。继村田制作所2004年发布的9.6mm×9.6mm×1.8mm业界的LAN(局域网)模块后,2005年京瓷又成功开发了可嵌入收集使用的无线LAN模块,尺寸为9.8mm×7.5mm×1.5mm,主要是采用LTCC技术,通过在基板内嵌入收发IC及滤波器等实现了模块的小型化。

  LTCC用于集成技术的一个趋势是将燃料电池集成在模块系统中。由于LTCC技术很容易在其陶瓷结构内形成流通道,国外的一些机构已研发出基于LTCC的小型燃料电池。因此人们有可能通过LTCC实现电源/有源/无源元件一体化的模块。

  综上所述,虽然LTCC技术已经成为电子元件集成,特别是无源集成的主流技术,但其自身还存在一定的不足亟待改进。如提高热导率,减少烧结收缩率等。同时LTCC技术还受到来自其他集成技术的挑战,如目前正在开发的可埋入电阻、电容的PCB(印制电路板)技术等。这就要求其在巩固自身在集成封装领域地位的同时,还要不断加强自身的发展。另外如何解决LTCC材料与异质材料的共烧匹配性,寻求更高电性能低温共烧陶瓷材料等问题也有待解决。

  我国在LTCC技术领域还处于起步阶段,尚未形成产业规模。从技术角度而言,积极开发和推广低温共烧陶瓷材料,使其产业化,产权自主化,并形成一定的材料体系和产业规模,应当成为当前信息功能陶瓷领域的重要研究任务之一。另外,随着环境保护和可持续发展的要求,又向功能陶瓷特别是LTCC材料提出环境友好性的要求,这些都为LTCC技术的研究和发展提供了前所未有的机遇和挑战。可见,加大在LTCC技术领域投资和科研力度,建立具有自主知识产权的新型信息高技术产业体系,整体提升我国电子集成领域的技术水平和国际竞争力将成为今后一段时期科研工作的主要任务。

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