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隨著微電子信息技術的迅猛發展,電子整機在小型化、便攜式、多功能、數字化及高可靠性、高性能方面的需求,對元器件的小型化、集成化以至模塊化要求愈來愈迫切。 有人曾夸張地預言,以后的電子工業將簡化為裝配工業——把各種功能模塊組裝在一起即可。低溫共燒陶瓷技術(low temperature cofired ceramic LTCC)是近年來興起的一種相當令人矚目的多學科交叉的整合組件技術,以其優異的電子、機械、熱力特性已成為未來電子元件集成化、模組化的首選方式,廣泛用于基板、封裝及微波器件等領域。
LTCC技術是于1982年休斯公司開發的新型材料技術,是將低溫燒結陶瓷粉制成厚度精確而且致密的生瓷帶,在生瓷帶上利用激光打孔、微孔注漿、精密導體漿料印刷等工藝制出所需要的電路圖形,并將多個被動組件(如低容值電容、電阻、濾波器、阻抗轉換器、耦合器等)埋入多層陶瓷基板中,然后疊壓在一起,內外電極可分別使用銀、銅、金等金屬,在900℃下燒結,制成三維空間互不干擾的高密度電路,也可制成內置無源元件的三維電路基板,在其表面可以貼裝IC和有源器件,制成無源/有源集成的功能模塊,可進一步將電路小型化與高密度化,特別適合用于高頻通訊用組件。
LTCC具有以下特點:
a.根據配料的不同,LTCC材料的介電常數可以在很大范圍內變動,增加了電路設計的靈活性;
b.陶瓷材料具有優良的高頻、高Q特性和高速傳輸特性;
c.使用高電導率的金屬材料作為導體材料,有利于提高電路系統的品質因數;
d.制作層數很高的電路基板,易于形成多種結構的空腔,內埋置元器件,免除了封裝組件的成本,減少連接芯片導體的長度與接點數,并可制作線寬小于50μm的細線結構電路,實現更多布線層數,能集成的元件種類多,參量范圍大,易于實現多功能化和提高組裝密度;
e.可適應大電流及耐高溫特性要求,具有良好的溫度特性,如較小的熱膨脹系數,較小的介電常數穩定系數。LTCC基板材料的熱導率是有機疊層板的20倍,故可簡化熱設計,明顯提高電路的壽命和可靠性;
f.與薄膜多層布線技術具有良好的兼容性,二者結合可實現更高組裝密度和更好性能的混合多層基板和混合型多芯片組件;
g.易于實現多層布線與封裝一體化結構,進一步減小體積和重量,提高可靠性、耐高溫、高濕、沖振,可以應用于惡劣環境;
h.非連續式的生產工藝,便于基板燒成前對每一層布線和互連通孔進行質量檢查,有利于提高多層基板的成品率和質量,縮短生產周期,降低成本。表1給出集成電路中常用的幾種基板性能比較。
LTCC技術由于自身具有的獨特優點,在軍事、航天、航空、電子、計算機、汽車、醫療等領域均獲得了越來越廣泛的應用。
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