LTCC生产方案工艺和概述部分.doc

LTCC生产线项目方案
一．概述

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而且致密的生瓷带，作为电路基板材料，在生瓷带上利用机械或激光打孔、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.目前，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 ）.
LTCC(低温共烧陶瓷)己经进入产业化阶段，日、美、欧洲国家等各家公司纷纷推出了各种性能的LTCC产品。LTCC在我国台湾地区发展也很快。LTCC在2003年后快速发展,平均增长速度达到17。7％。
国内LTCC产品的开发比国外发达国家至少落后5年。这主要是由于电子终端产品发展滞后造成的.LTCC功能组件和模块在民用领域主要用于CSM，CDMA和PHS手机、无绳电话、WLAN和蓝牙等通信产品。
另外，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

本推荐方案集成当今世界先进的自动化设计，生产、检测设备于一体,同时考虑军工生产的特点和厂家的售后服务能力，是专门为贵所量身定制的解决方案。在方案的设计中地考虑到军工产品多品种、小批量和高质量要求地特点,在选用设备时以完整性、灵活性、可靠性为原则，其中在一些关键环节采用了一些国外较先进及技术含量较高和性能稳定的设备。

由于是多家制造商的设备连线使用,所以必须由集成供应商统一安装调试和培训，并提供长期的工艺和设备配套服务。

（二） 项目发展的必要性
1、国家发展需要。九五期间国家投巨资建设LSI高密度国家重点工业性试验基地,其目的是进行高密度LSI产品的开发和生产技术研究,为封装产品的产业化提供技术支持.它的开发和研究成果直接为产业化服务，在试验基础上,尽快建设产业基地不仅是国家的需要也是市场的需要。
2、微电子技术进步的需要.信息产业是知识经济的支柱，作为其核心的微电子技术在不断迅猛发展，我国的微电子技术，特别是LSI技术的发展却相对滞后，除管理决策,资金等因素外，封装技术的落后，也是一个重要因素,建设LSI高密度封装产业基地,以强大的科研和产品开发能力,以高质量的封装产品支持我国集成线路行业的技术进步，具有十分重要的意义。
3、21世纪国防战略的需要.陶瓷封装产品以高可靠、高性能、小型化、多功能为其特点,这正与电子装备短、薄、轻、小化的需求相对应，国产的导弹、卫生、计算机、通讯、指挥系统。尤其以高可靠、抗干扰、长寿命为首要指标，高密度陶瓷封装更是首当其冲。
4、市场的需要。2010年后中国集成电路的消费将达到1000亿美元,约占世界市场的20%,仅以现在应用多的移动电话、笔记本电脑为例，国内诸如LCCC的陶瓷封装产品的需求量10亿只以上，用于声表面波封装的无引线陶瓷载体，仅京、圳两家公司年需求量就在1.8亿只以上，以目前国内两家企业一家研究所的生产能力，根本无法满足市场需求。
(三)项目的技术支撑
（四） LTCC技术优势
现代移动通讯、无线局域网、军事雷达等正向小型、轻、高频、多功能及低成本化发展,对元器件提出轻量、小型、高频、高可靠性、价格低廉提高集成度的要求。而采取低温共烧陶瓷(Low Femperature Co—Fired Ceramic.LTCC)技术制造多层基板，多层片式元件和多层模块是实现上述要求最有效途径。
用于系统集成的低温共烧陶瓷（LTCC ：Low Femperature Co-Fired Ceramics)多层基板中的“共烧”有两层意思。其一是玻璃与陶瓷共烧，可使烧结温度从1650℃下降到900℃以下，从而可以用Cu、Ag、Ag-Pd、Ag—Pt等熔点较低的金属代替W.Mo等难熔金属做布线导体,既可大大提高电导率，又可在大气中烧成;其二是金属导体布线与玻璃—陶瓷一次烧成，便于高密度多层布线。
80年代初，低温共烧陶瓷（LTCC)材料达到商业化水平，引起了高密度互联电路设计者的极大兴趣。LTCC多层基板很快在各种高性能、中小批量产品、军事、航空等应用领域确立了举足轻重的地位。90年代期间，LTCC材料在大批量产品、中档位价格-性能比的应用领域得到推广。如汽车控制组件、硬盘读写放大器等。
低温共烧陶瓷（LTCC）材料具有良好的性能特征：
1、根据配料的不同，LTCC材料的介电常数可以在很大的范围内变动，可根据应用要求灵活配置不同材料特性的基板，提高了设计的灵活性.如一个高性能的SIP（system in a package系统封装）可能包含微波线路、高速数字电路、低频的模拟信号等,可以采用相对介电常数小于3。8的基板来设计高速数字电路；相对介电常数为6-80的基板完成高频微波电路的设计;介电常数更多的基板设计各种无源元件，最后把它们层叠在一起烧结完成整个SIP器件。便于系统集成、易于实现高密度封装。
2、LTCC材料具有优良的高频、高Q值、低损耗特性，加之共烧温度低，可以用Ag、Ag-Pd、Ag-Pt、Cu高电导率的金属作为互连材料，具有更小的互连导体损耗。这些都有利于所高电路系统的品质因数,特别适合高频、高速电路的应用.
3、LTCC基板采多层布线立体互连技术,可以大大提高布线密度和集成度，IBM实现的产品已经达到一百多层。NTT未来网络研究所以LTCC模块的形式,制作出用于发送毫米波段60GHz频带的SiP产品，尺寸为12㎜×12㎜×1.2㎜,18层布线层由0。1㎜×6层和0.05㎜×12层组成，集成了带反射镜的天线、功率放大器、带通滤波器和电压控制振荡器等元件。LTCC材料厚度目前已经系列化，一般单层厚度为10~15um。
4、LTCC工艺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；以LTCC技术制造的片式多层微波器件，可表面贴装、可承受波峰焊和再流焊等；在实现轻、薄、短、小化的同时,提高可靠性、耐高温、高湿、冲振的特性，可适应恶劣环境。
5、LTCC可以制作多种结构的空腔。空腔中可以安装有源、无源器件；LTCC层内可埋置（嵌入）无源器件;通过减少连接芯片导体的长度及接点数，能集成的元件种类多，易于实现多功能化和提高组装密度;通过提高布线密度和增加元器件集成度,可减少SiP外围电路元器件数目，简化与SiP连接的外围电路设计，有效降低电路组装难度和成本.
6、基于LTCC技术的SiP具有良好的散热性。现在的电子产品功能越来越多,在有限有空间内集成大量的电子元器件，散热性能是影响系统性能和可靠性的重要因素.LTCC材料具有良好的热导率,其热导率是有机材料的20倍，并且由于LTCC的连接孔采用的是填孔方式，能够实现较好的导热特性。
7、基于LTCC技术的SiP同半导体器件间具有良好的热匹配性能。LTCC的TCE（热膨胀系数）与Si、GaAs、InP等的接近，可以在基板上直接进行倒芯片（flip chip，FC)组装，这对于采用不同芯片材料的SiP有着非同一般的意义。
经过近30年的研究开发,LTCC技术在实用化方面取得实质性进展。目前,大尺寸,大容量基板可以通过烧结的控制技术大批量生产,明显降低成本；新的无机材料配方和工艺可降低高频损耗，使工作频率扩展到90GHz以上；光刻的厚膜导体可与LTCC共烧,容昴形成线宽和间距均为50um的布线，会大大增强了LTCC多层基板的高密度性；平面电阻,电容，电感材料与LTCC具有结构相容性，将这些无源器件嵌入LTCC中，给集成封装和微型射频提供广阔前景。
（五) LTCC产品应用领域
目前，LTCC产品主要应用于下述四个领域：
1、高密度多层基板。由低介电常数的LTCC材料制作。LTCC适合用于密度电子封装用的三维立体布线多层陶瓷基板。因其具有导体电阻率低、介质的介电常数小、热导高、与硅芯片相匹配的低热膨胀系数、易于实现多层化等优点，特别适合于射频、微波、毫米波器件等。目前,随着电子设备向轻、薄、短、小方向的发展，设备工作频率的提高（如手机从目前的400～900MHz提高到1。6GHz，甚至30～40GHz）,以及军用设备向民用设备的转化,LTCC多层基板将以其极大的优势成为无线通信、军事及民用等领域重要发展方向之一。下表列出了使用频率范围及相应的电子设备系统。
①超级计算机用多层基板.用以满足器件小型化、信号超高速化的要求。
②下一代汽车用多层基板（ECU①部件)。利用其高密度、多层化、混合电路化等特点，以及其良好的耐热性，作为一一代汽车电子控制系统部件，受到广泛注意.
③高频部件（VCO②，TCXO③等）。对于进入GHz频带的超高频通信，LTCC多层基板将在手机、GPS定位系统等许多高频部件广泛使用（参照表）.
④光通信用界面模块及HEMT④模块。
2、多层介质谐振器、微波天线、滤波器等微波器件。利用中介电常数的LTCC材料制作。介质芯片天线不仅具有尺寸小,重量轻，较好的方向性,电气特性稳定等优点，而且具备低成本,大批量生产的经济上的优势。它符合无线通信产品向轻、薄、短、小方的向发展的趋势，而成为近年来研究的热点。LTCC技术的成熟为介质芯片天线的发展提供了强大的动力。
3、多芯片组件（Multi—Chip Modules，MCM)。利用低介电常数的LTCC材料,与Ag、Ag—Pd、Ag—Pt、Cu高电导率金属的浆料图形共烧，形成三维布线的多层共烧基板,再经表面贴装将无源片式元件和多个裸芯片集成在LTCC基板上,最后加盖密封形成多芯片组件(Multi—Chip Modules,MCM).与单芯片封装相比,MCM可保证IC元件间的布线最短。这对于时钟频率超过100MHz的超高速芯片来说,具有明显的优越性。MCM早在80年代初期就曾以多种形式存在，最初是用于军事。当时是将裸芯片直接实装在PCB上,或是多层金属—陶瓷共烧基板上；同时IBM也曾将其应用在3081型大型计算机上，采用混合电路技术把100块IC实装在30层陶瓷基板上，称之为热导组件(TCM）。
以前由于成本昂贵,MCM大都用于军事、航天及大型计算机上。但随着技术的进步及成本的降低，MCM将普及到汽车、通信、工业设备、仪器与医疗等电子系统产品上。MCM在各种不同领域的特殊作用如下:
①军事、航天：武器系统、汽车导航系统、卫星控制装置、高频雷达；
②通信：电话、无线电传真、通信设备、同步光纤网络;
③仪器设备：高频示波器、电子显微镜、点火控制/温度控制;
④咨询：IC存储卡、超级计算机、大型计算机、计算机辅助设计/制造系统、个人计算机；
⑤消费：放像机、摄录放像机、数码相机、高清晰度电视机.
4、无源器件嵌入式系统封装（System in a Package,Sip)基板。利用低介电常数的LTCC基板和与之相容的高介电常数的LTCC材料及高磁导率材料等,或直接利用现有的无源元件，可将四大无源元件，即变压器（T）、电容器（C）、电感器（L）、电阻器(R）嵌入多层布线基板中，与表面贴装的有源器件（如功率MOS、晶体管、IC电路模块等）共同集成为一完整的电路系统,可有效地提高电路的封装密度及系统的可靠性、保密性，特别适用于移动通信、军事雷达、航空航天等领域
（一）国内外市场
我们已经进入信息时代。目前，电子信息产业已成为世界性支柱与先导产业,先进工业国家把半导体集成电路称为“工业之父”,LSI芯片和电子封装技术在信息产业中扮演了十分重要的角色，随着电子产品的轻、薄、短、小、高性能及芯片向高集成度、高频率、超高I/0端子数方向发展，大规模集成电路（LSI)高密度陶瓷封装的应用将越来越广泛.
1、电子封装市场前景方面。目前国内每年大约需要140亿片芯片,而国内能供应的才20％.据估计,2010年后，中国集成电路的年消费将达到1000亿美元，约占当时世界市场的20％，若其中50％用于电子封装,则年产值将达到几千亿人民币。
2、HTCC高温共烧多层基板和ALN基板的市场前景方面。HTCC多层基板和ALN基板,具有许多固有的优点,如机械强度高、热导性能好，有广泛的用途。目前国内对HTCC基板和ALN基板的年需求量已分别超过100万㎡和5万㎡,市场前景广阔。
3、LTCC低温共烧多层基板的市场前景方面.LTCC低温共烧多层基板除可用于DIP、LCCC、PGA、QFP、BGA、CSP、MCM等各种封装制品外,还可用于计算机主板、高速电路基板、功率电路基板、汽车电子电路基板等。LTCC还可代替混合集成电路（HIC)广泛应用于军事和空间技术通讯(包括电讯、无线电通讯、微波通讯、雷达、广播和其他通讯、导航通讯)等。随着数字化技术的普及和工作频率的提高，LTCC的应用范围会急速扩大。
4、LCCC的市场前景方面.LCCC一元引线陶瓷片式载体,主要用于晶体振荡器和声表面波滤波器表贴化外壳(即使用LCCC进行封装）；由于晶体振荡器和声表面波滤波器应用极广,需要量极大。而且随着高产量和高性能的需求；对LCCC的需求量也直线上升。通信和信息工业的迅速发展，有力带动了晶体振荡器市场的增长，其产品也日趋小型化、表面贴装化和高精度化。近两年由于应用面不断扩展和需求量的增多,造成市场供应紧缺，售价也有上升，刺激制造商千方百计增加产量；日水晶体振荡器生产虽已增加，仍供不应求，尤其TCXO型晶体振荡器更为紧缺。据专家预测，今年的需求将继续增加，特别是表面安装款式的产品。台湾电气和电子制造商协会约有14家成员工厂制造石英晶体器件,在台湾岛有10家，它们侧重生产高档级表面安装型SPXO产品，属于标准封装晶体振荡器。每只价格约0.8美元,专家估计；信息工作和通信工作对高档级表面安装振荡器的需求将急速增长，今年的增长率将达到50%，其中移动电话的需求将增长100%、笔记本电脑的需求将增长40％、台式电脑将增长20%。台湾产品的出口率也将大幅度增长，主要市场是美国、欧州、日本、韩国和新加坡。今年出口预计将增长30%~40％。随着需求的增长,制造商已满负荷生产。一些厂家正在扩大现有的生产能力，特别是表面安装款式的产品，USI公司表面安装型晶体振荡器，其生产能力将增加一倍、HOSONIC公司于今年初生产表面安装款式产品，小型化和表面安装型晶体振荡器是台湾发展的主要趋势。VCXO型现在流行7。25mm×5。0mm×1.0mm尺寸，主要用在LAN卡、机顶盒、FM调制器、自动频率控制及锁相环电路等方面，1998年以来，共应用日趋火爆,目前新型VCXO的尺寸是6.0mm×3.5mm×1.0mm和5.0mm×3.0mm×1。0mm SPXO表面安装型最小尺寸为6.0mm×3。5mm×1.0mm5.0mm×3。5mm×1.2mm主要用于LAN卡、数字摄像机、计算机和电信产品.
移动电话和个人数字助理（PDA）等便携式电子产品的迅速发展，也刺激了香港市场对晶体振荡器的强烈需求，尤其是TCXO及VCXO等高档级产品.一些厂商如Interguip公司正在积极开发OCXO产品，下半年将增加VCXO表面安装型产品的生产。VCXO产品的需求呈快速增长趋势，主要用于广播卫星接收机。今年许多制造商调整产品结构,转向VCXO及OCXO等高精度产品的生产，其产品增长将超过300%；标准钟表振荡器的需求增长大约20%—30%；小型化及表贴化也是香港的发展趋势。目前香港的种表振荡器最小尺寸作到3xgm，精度100PPm，要求达到50PPm.
目前 世界SAw滤波器的年产量6亿只，多年用于移动通信，呈现出供不应求的态势，主要生产国是日本、德国和美国.
我国开发SAW滤波器已有30多年时间，科研生间单位30多家，有较高的设计水平和批量生产经验。但由于设备跟不上，缺乏象半导体工艺加工一样的精细加工设备（高精度的光刻设备和镀膜机等）致使生产水平较低，年产仅数百只左右,形不成规模.
据Atted Bustimess Inlelligence Inc预测，2010年晶体振荡器外壳,世界需求量在6亿只左右,又据我国权威人士预测计，我国用于手机于P汽车电子领域的晶振封装2010年需求在1。6-2.4亿只，以后仍以年15%-30%的速度递增，国内主要需求厂商如下:深圳南玻集团公司声表面波器件封装用陶瓷基座（LCCC—4B）年需求约9亿只；深圳英达利公司石英晶体振荡器封装用陶瓷基座(LCCC—4B）年需求不少于1000万只；北京七0七厂温度补偿型晶体振荡器、及谐振器陶瓷基座年需求量4000万只；欧克通信器材有限公司晶体振荡器陶瓷基座年需求量约600万只；南京华联兴电子有限公司晶振、谐振、声表面波器件用陶瓷基座年需求量2000万只；台州水晶电子集团公司晶振、谐振器件用陶瓷基座年需求量1000万只；其它还有北京长峰声表面波公司、深圳三泽声表面波公司、航天总么司203所、23所、湖北东光电子公司、唐山晶源电子股份有限公司等都有不同数量陶瓷外壳的需求。
可见，仅移动电话用表贴型封装的无引线陶瓷芯片载体（ LCCC）就有一个巨大的市场。而以表贴型LCCC外壳职代金属外壳的石英晶体振荡器、谐振器和声表面波滤波器的封装则更是款来的、巨大的潜在市场。
5、CSP及MCM封装的市场前景方面.据估计，到2010年；在所有电子设备中，携带型的比例将超过60%，2010年后,电子封装将是CSP和MCM的天下，其市场前景不可估量。目前国外一些大公司正在进行从DIP、QFL、PGA等向BGA、CSP、MCM封装的改型工作.、
(二)国内集成电路陶瓷封装生产现状
目前,国内具备生产大规模集成电路陶瓷封装产品的主要有:闽航电子器件公司、信息产业部电子第十三所、信息产业部电子第四十三所，宜兴电子器件总厂。电子十三所引进的国外先进设备较闽航少，宜兴总厂引进的是国外二手设备，技术相对落后.到目前为止尚无一家实现产业化。
国内从事大规模集成电路陶瓷封装研究的主要科研单位有清华大学材料科学与工程研究院、航天部771研究所，由国家定点的大规模集成电路高密度封装国家试验基地一是位于南方的闽航电子器件公司，二是位于北方的信息产业部电子第十三所。
从这几年公司的发展来看，闽航电子器件公司具有明显的优势，该公司是福建南平无线电三厂与航天部771研究所合资建立的部省联营企业,于2000年1月通过国家计委验收并授予“大规模集成电路高密度封装国家重点试验基地”。现能生产DIP、QFP、PGA、LCCC等四大系列60多年品种的陶瓷封装外壳，在承担国家从“六五”到“九五”期间的多项LIS封装重点科技攻关课题和新产品试制项目中取得显著成绩，并有多项成果填补国家空白，多次受到国家和福建省的表彰.目前闽航公司已与清华大学合作引进了LTCC低温共烧陶瓷技术.
四、生产技术工艺
(一）LTCC材料介绍
1、LTCC材料的研究状况。目前，在技术产业推动下,开发能与银低温共烧的微波介质陶瓷材料已成为前沿和热点问题，并取提突破性进展。目前，LTCC材料在日本、美国等发达国家已进入产业化、系列化和可进行地材料设计的阶段。许多LTCC材料生产厂家可以提供配套系列产品；美国国家半导体Dupont、村田制作所、松下、京瓷等研发机构对LTCC技术已研发多年，已经形成一定的材料体系，生产工艺也较为成熟。在专利技术、材料来源及规格主导权方面均占优势.相比之下，我国的LTCC材料研发起步较晚,拥有自主知识 产权的材料体系和器件几乎是空白。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。
 以LTCC技术制造微波器件，陶瓷材料应具备以下几个要求：①烧结温度应低于950℃；②介电常数和介电损耗适当，一般要求Q值越来越好;③谐振频率的温度系数T f应小;④陶瓷与内电极材料等无界面反应，扩散小,相互之间共烧要匹配；⑤粉体特性应利于浆料配制和流延成型等.目前，已有较多的LTCC相关文献和专利报道。因微波介质陶瓷的研究不仅仅涉及除低烧结温度，而且应兼顾材料介电特性以及料浆设备、陶瓷与金属电级共烧等工程应用方面的问题，技术开发难度很大.
 2、LTCC材料体系。微波介质材料与器件行业一方面为了缩小器件的体积而开发同介电常数的材料体系，另一方面为了提高器件的灵敏度而研究高品质因子的材料配方，重视器件工作的同温度性而开发小谐振频率温度系数的介质陶瓷,目前开发的可低温烧结的材料体系主要有：
（1）低介电常数体系。低介电常数微波介质材料因其微波介电性能好，高频损耗小，介电常数小，适合巴仑、滤波器、天线、模声等高频片式元器件和陶瓷基板的设计与制造，开始受到人们的普通关注。介电常数小于10，特别是介电常数在4—5之间的LTCC材料，由于可以发送信号延迟，目前主要集中在LTCC基板材料的应用上.表1列出了研究较为成熟的基板材料。我国近来也研究出一些低介电常数的LTCC材料,浙江大学张启龙等研究的（Ca1—XMgX）SiO3体系 ，通过添加CaTiO3、Li2CO3t V2O5等可以在900℃烧结，材料性能优良，介电常数ε=8～10；品质因数Qf＞25000GHZ，谐振频率温度系数T f~0,该材料能很好的与Ag电极匹配,可以用于多层介质开线，巴伦、各类滤波器等多层频率器件设计生产。陈湘明等人研究的xMgO·yZnO·zAl2O3体系，得到介电常数为7～9，Qf值高达60,000～160，000GHZ，谐振频率温度系数接近零的微波介质材料，该材料可应用于高频陶瓷电容器、温度补偿陶瓷电容器或微波基板等。目前华中科技大学的吕文中等人研究的uZnO—vSiO2— WTiO2、uMgO—vSiO2- WCaO—XTiO2和uCaO-vWO3- WTiO2体系，具有低介电常数、低损耗与近零谐振频优选法温度系数，可用于通讯系统中介质天线、介质基板等微波无器件。
国外一些公司的基板材料
公司
玻璃介质
陶瓷填充相
导体
εr
ac/10—6
℃-1
康宁
晶化玻璃
堇青石
Au
5。2
3.4
杜邦
铝硼硅酸盐玻璃
Al2O3
Ag、Au
7。8
7.9
杜邦
晶化玻璃
堇青石
Au
4。8
4。5
Hirachi
铅铝硼硅酸盐玻璃
Al2O3、
CaZr O3
Pb/Ag
9～12
-
NEC
硼硅酸盐玻璃
SiO2、堇青石
18 %~49 ％多孔二氧化硅
Au
2。9~4.2
1.5～3.2
NEC
铅硼硅酸盐玻璃
Al2O3、SiO2
Ag/Pd
7.8
7.9
Westing
house
CuO、B2O3、Al2O3玻璃
SiO2
Au
4。6
9。6
Ferro
晶化玻璃
—
Ag、Au
Pd/ Ag
60
7.0
Fyocera
铝硼硅酸盐玻璃
Al2O3
Au
7.9
7。9
Fyocera
铝硼硅酸盐玻璃
SiO2
Cu
5。0
4。4
（2）中介电常数材料体系。其又可分为:
① BiNbO4体系。纯BiNbO4很难获得致密陶瓷，通常通过掺杂烧结助剂来改善其烧结特性，从而提高其微波介电性能.Ko等在BiNbO4中掺入0.07wt％V2O5和0.03wt％CuO，即可在900℃的低温下获得致密的陶瓷,其介电性能为：εr=44。3，Qf=22000GHZ,rf=2ppm/℃.研究ZnO-B2O3，ZnO—B2O3-SiO2玻璃和B2O3对BiNbO4烧结特性和微波性能的影响,发现各边助剂通过液相烧结机制均能除低BiNbO4烧结温度至920℃，ZnO-B2O3—SiO2玻璃和B2O3对介电性能尤其是Q值影响较大，添加1wt％ ZnO—B2O3玻璃烧结的样品性能最佳，其εr=41，Qf=13500GHZ。但BiNbO4系与Ag电极材料会发生界反应，导致材料介电性能严重恶化，限制了该材料在多层微波频率器件中的使用。
②Ca[(Li1/3Nb2/3）,Ti］O3—δ体系.因其具有良好的微波介电性能和较低烧结温度（≤1150℃）而受到人们广泛关注。为了降低该陶瓷体系的烧结温度，Choi等在Ca[(Li1/3Nb2/3）,Ti]O3-δ中掺入0.7wt%的B2O3,可将陶瓷烧结温度降低至1000℃，获得介电性能为:εr= 35， Qf=22100GHz，    τf=-5。6ppm/℃。Liu等报道了在Ca［(Li1/3Nb2/3），Ti］O3—δ中添加2wt%B2O3和6 wt%B2O3。进一步把陶瓷的烧结温度降至920℃，获得陶瓷的介电性能为：εr=43。1,Qf=10600 GHz，τf=—10.7ppm/℃。由于B2O3易溶于乙醇等溶剂,并能与PVB（PVA)发生胶凝反应,含有B2O3的陶瓷粉料以流延工艺不能获得高密度的生瓷带，这限制了该配方在LTCC材料中的应用。童建喜等在Ca［(Li1/3Nb2/3)，Ti]O3-δ添加2wt％LiF和3wt%ZBS，将陶瓷的烧结温度降低到了900℃，获得陶瓷的介电性能力为：εr=34.28，Qf=17400 GHz，τf= - 4。6ppm/℃，并经实验证明该陶瓷材料可与Ag电极共烧。
③ MgTiO3 （M=Mg、Zn、Ca等）体系。偏钛酸镁(MgTiO3)具有介电损耗低、频率温度系数小等特点（引入少量CaTiO3可补偿频率温度系数至零），而且其原料丰富,成本低廉，以它为介质材料制作的高频热补偿电容器、多层陶瓷电容器、GPS天线及介质滤波器和谐器在通信产业中得到了广泛的应用。但其烧结温度较高（1400℃以上)，不易实现其与铜或银电极的低温共烧。Jantunen等将30wt%MgTiO3— CaTiO3基料和7wt％RO— B2O3-SiO2(R=Zn,Ba)玻璃或是相同配方的氧化物混合，实现了MgTiO3— CaTiO3在900℃下低温烧结，获得最佳介电性能力为：εr=8。5，Qf=8800 GHz。Chen等采用相同方法,按MgTiO3— CaTiO3/BaBSiO玻璃=50：50（vol％）配比，也得到了在900℃下烧结致密的陶瓷，其最佳性能为：εr=13.2，Qf=10000 GHz。采用此类方法不足之处在于大量的玻璃或氧化物的加入,大大的降低了材料的介电性能,而且多种物质的相互反应造成陶瓷相组成异常复杂,难以控制。童建喜等在0。97 MgTiO3— 0.03CaTiO3中添加20wt%Li2O-B2O3-SiO2,陶瓷在890℃，获得陶瓷的介电性能为：εr=16.38，Qf=11640 GHz，τf= — 1.45ppm/℃,并经实验证明该陶瓷材料可与Ag电极共烧。Zn-TiO2系材料具有较好的微波介电特性，并且能够在1000℃以下烧结。为降低Zn—TiO2的结烧结温度，Kim等研究了添加B2O3的Zn—TiO2陶瓷特性,添加1wt％ B2O3,陶瓷在875℃烧结，获得的介电性能为：εr=25～28，，Qf＞20000 GHz，τf= — 10～+10ppm/℃。虽然Zn-TiO2的结烧结温度可降低到LTCC技术要求，且具有良好的微波性能,但相结构控制困难，且且采用B2O3助烧剂的材料配方无法流延成型.张启龙等通过添加ZnO -B2O3—SiO2玻璃，实现ZnTiO3在900℃的低温烧结，解决了添加B2O3产生的料浆不稳定问题,已在正原电气股份有限公司产业化生产。
④ZnNb2O6体系。Zhang等研究了CuO-Bi2O3—V2O5（Cu BiV）复合助剂对ZnNb2O6烧结和介电性能的影响。研究表明：CuO、Bi2O3、V2O5能与ZnO形成共溶液相,少量复合助剂能使ZnNb2O6的致密化温度由1150℃降至870℃。添加1。5wt%CuBiV的样品在890℃烧结获得最佳介电性能:εr=32。69，Qf=67100 GHz，τf= — 32。69ppm/℃。Kim等研究了FeVO4对ZnO-RO2-Nb2O5- TiO2（R=Sn,Zr，Ce）介电性能的影响。引入RO2部分取代TiO2,以调节材料的τf值，并添加一定含量的FeVO4以实现陶瓷在900℃烧结致密。在ZnO -Nb2O5— 1。92TiO2—0.08SnO2中添加2 wt％ FeVO4，陶瓷的微波介电性能最佳:εr=44，Qf=13000 GHz，τf= - 9ppm/℃.Zhang等采用相同方法在ZnO —Nb2O5- 1.92TiO2-0.08SnO2中添加1。5 wt％ CuO -V2O5,陶瓷在860℃烧结，获得的微波介电性能为：εr=42.3，Qf=9000 GHz，τf= 8ppm/℃。
⑤BaO-TiO2体系.BaO—TiO2体系中BaTi4O9和Ba2Ti9O20具有优异的微波介电性能，但这两种陶瓷的烧结温度都比较高（均高于1350℃），目前的研究方法是加入大量烧结助剂来降低烧结温度,但介电性能大幅度下降。Kim等在BaTi4O9中添加5wtw%ZnO-B2O3（摩尔比1：1)玻璃，使烧结温度隆至900℃，获得介电性能为:εr=33,Qf=27000 GHz，τf= 7ppm/℃.Huang等研究了添加BaO— B2O3— SiO2玻璃的Ba2Ti9O20陶瓷性能,陶瓷在900℃可以烧结,微波介电性能为:εr=13.2，Qf=1150 GHz。采有溶胶一凝胶工艺预先在Ba2Ti9O20粉体表面镀上BaTi（BO3)2膜，可阻止陶瓷与玻璃在烧结过程中的瓜，保持介电性能的稳定.
（3） 高介常数材料体系。其又分为:
① Bi2O3 -ZnO—Nb2O5体系.Bi2O3 —ZnO-Nb2O5(简称为BZN）陶瓷具有烧结温度低、εr高、τf可调等特点，可与低Pd含量的Pd—Ag电极浆料甚至纯Ag电极浆料共烧，是由我国首创的一类低温度烧结不含铅的高频陶瓷材料，刚开始被作为电容器材料。目前,BZN瓷研究取得圈套进展，使原电容器材料作为微波介质陶瓷材料成为可能，为微波介质材料的探索提供了新的途径.Kagata对B2O3 （CaO，ZnO)-Nb2O5体系也作了系统的研究，组成为Bi18Ca8Nb12O65陶瓷在950℃下烧结时，εr=59，Qf=610 (3。7GHz)，τf= 24ppm/℃;样品在-25～20℃和-20~85℃之间的τf值相近，说明CaO的加入使材料的τf接近线性关系；Bi2O3— CaO- ZnO- Nb2O5陶瓷烧结温度925℃，此时的样品具有很高的εr和极低的τf,εr=79，Qf=360（3。2GHz)，τf= 1ppm/℃。Choi能使含量增加，有第二相Bi4V2O11生成，介电损耗迅速增加。典型的低温烧结Bi2（Zn1/3Nb2/3-xVx)2O7陶瓷介电性能为：εr=80，Qf=3000 GHz(6GHz），陶瓷与Ag电极共烧情况良好.
② Li—Nb-Ti 体系。Li2O—Nb2O5-TiO2（简称LNT）体系是一类重要的微波介质陶瓷材料，在某组分范围内组分能形成固溶体Li1+x—Nb1-x-3y-Tix+4yO3（简称为M相)，M相具有较低的烧结的烧结温度（1100℃）和良好的微波介电特性：εr=55～78，Qf可达9000 GHz，频率温度系数τf可调.管恩祥以B2O3—ZnO-La2O3玻璃为烧结助剂对Li1.0-Nb0.6—Ti0。5O3陶瓷进行低温烧结研究，陶瓷在900℃烧结，获得微波介电性能为：εr≈58，Qf≈4800 GHz，τf≈11ppm/℃。Albina等通过掺入V2O5降低Li2O—Nb2O5—TiO2烧结温度，添加2wt％ V2O5,烧结温度T≤900,获得介电性能：εr=66，Qf=3800GHz（5。6 GHz），τf=11ppm/℃，张启龙等在Li1。05—Nb0。55-Ti0.55O3陶瓷中添加1 wt% V2O5和5wtw％ZnO—B2O3—SiO2玻璃，陶瓷在900℃烧结，获得微波介电性能为：εr=57，Qf=4420GHz，τf=3ppm/℃，并且陶瓷能与银电极共烧,由于V2O5在装料配制中易引起粘度偏大，料浆不稳定现象,制约该材料的使用.
③BaO-Ln2O3—TiO2。BaO-Ln2O3—TiO2系统是目前人们开展研究较多的体系之一。其中Ln为镧系稀土元素,如La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd等.以BaO-Ln2O3-TiO2为基础，通过掺杂,改变各组分比例,可得到一系列陶瓷材料。BaO-Ln2O3-TiO2系统的烧结温度一般在1300℃以上,目前进行低温研究较多的有：BaO-Nd2O3-TiO2体系和BaO-Sm2O3-TiO2体系.O.Dernovsek等人对BaO—Ln2O3—TiO2体系材料进行了低温烧结究90vol.％BaNd2Ti4O12(+1wt。%ZnO)/10vol。％BBSZ(B2O3：Bi2O3:SiO2:ZnO=27:35:26:32,摩尔比)，在900℃烧结,其介电性能为：εr=67，Qf＞1000GHz(6GHz)，τf =4ppm/℃。 陈尚坤等在Ba4（Nd0.85Bi0。15)28/3Ti18O54陶瓷中加入2。5wt。％BaCuO2—CuO和5wt。％BaO—B2O3-SiO2，陶瓷在950烧结，εr =60.2，Qf=2577GHz（5。6GHz)，τf =25.1ppm/℃,可与Cu电极浆料低温共烧。In-SunCho等通过添加锂硼硅酸盐玻璃对BaO·（Nd1—xBix)2O3·4TiO2系陶瓷进行低温化研究。玻璃助剂Li2O—B2O3—SiO2—Al2O3-CaO的添加，使BaO·（Nd0.8Bi0。2)2O3·4TiO2的烧结温度由1300℃降到900 ℃，介电性能为；εr=68，Qf=2200GHz, τf =55ppm/ ℃。BaO—Sm2O3-TiO2体系的介电常数εr可达70-90。Kyung-Hoom Cho等人通过B2O3和CuO掺杂对BaSm2Ti4O12陶瓷进行低温烧结研究。同时加入10。0mo1％B203和20。0mo1%CuO可使烧结温度由1350℃降低到870℃,其微波介电性能为： εr=61。47,Qf=4256GHz， τf=-9.25ppm℃。Jong-Hoo Paik 等人在Basm2Ti4O12 中添加16。0。mo1%BaCu(B2O5）（BCB)，在875℃烧结,得到陶瓷的介电性能为， εr =60，Qf=4500GHz，τf=—30ppm/℃.
 高介微波介陶瓷材料在低温烧结方面研究取得了一定的发展，部分高介入陶瓷的烧结温度已降低到℃。，但其微波介电性能破坏较大,同时存在浆料配制困难、与银电极发生界面反应等技术问题,真正能使用的材料较少。因此仍需努力寻找新型低温烧结的高介电常数的微波介质陶瓷材料，以便能够满足多曾微波器件的需求.
3、 LTCC材料的应用状况及展望
目前，在LTCC技术产业的推动下，开发能与AgA或Cu低温共烧的微波介质陶瓷材料已取得突破性进展，已有较多的LTCC微波介质陶瓷相关文献和专利报道。因LTCC微波介质陶瓷的研究不仅仅涉及降低烧结温度,而且应兼顾材料介电特性以及料浆制备、陶瓷与金属电极共烧等工程应用方面的问题，技术开发难度很大：①介电性能破坏严重:利用掺杂氧化物、低熔点玻璃来实现微波介质陶瓷的低温烧结是目前使用最广泛最有效的方法,但在烧结温度大大降低的同时,也不同程度地降低了材料的微波介电性能；②难以配制粘度适中的料浆：如添加B2O3、V2O5等烧结助剂的LTCC材料体系本身介电性能较好,但存在料