LTCC三维MCM技术

LTCC技术简介、对比优势、应用优势与技术特点的解析看到滤波器厂家的roadmap讲的都是LTCC....LTCC...不是BAW 不是FBAR 当然也不是SAW这是有共识么？了解的小伙伴说说看，欢迎留言私信简介LTCC技术是于1982年休斯公司开发的新型材料技术，是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带，在生瓷带上利用激光打孔、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，并将多个被动组件（如低容值电容、电阻、滤波器、阻抗转换器、耦合器等）埋入多层陶瓷基板中，然后叠压在一起，内外电极可分别使用银、铜、金等金属，在900℃下烧结，制成三维空间互不干扰的高密度电路，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，可进一步将电路小型化与高密度化，特别适合用于高频通讯用组件。

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。

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 ）。

对比优势与其它集成技术相比，LTCC有着众多优点：第一，陶瓷材料具有优良的高频、高速传输以及宽通带的特性。

根据配料的不同，LTCC 材料的介电常数可以在很大范围内变动，配合使用高电导率的金属材料作为导体材料，有利于提高电路系统的品质因数，增加了电路设计的灵活性；第二，可以适应大电流及耐高温特性要求，并具备比普通PCB电路基板更优良的热传导性，极大地优化了电子设备的散热设计，可靠性高，可应用于恶劣环境，延长了其使用寿命；。

低温共烧陶瓷技术LTCC的概念所谓低温共烧陶瓷工(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{TodayHot}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的特点LTCC与其它多层基板技术相比较，具有以下特点:(1)易于实现更多布线层数，提高组装密度；(2)易于内埋置元器件，提高组装密度，实现多功能;(3)便于基板烧成前对每一层布线和互连通孔进行质量检查，有利于提高多层基板的成品率和质量，缩短生产周期，降低成本:(4)具有良好的高频特性和高速传输特性;{HotTag}(5)易于形成多种结构的空腔，从而可实现性能优良的多功能微波MCM;(6)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(MCM-C/D);(7)易于实现多层布线与封装一体化结构，进一步减小体积和重量，提高可靠性。

LTCC技术由于自身具有的独特优点，用于制作新一代移动通信中的表面组装型元器件，将显现出巨大的优越性。

产品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微波元件设计数据库技术项玮;李建辉;李天成【摘要】Microwave components compose the basis of microwave circuits, which have many varieties. Each has many types and structures, lfexible designed. Several structural models of LTCC microwave capacitance, inductance and iflter are designed. The simulation results can be concluded by the electromagnetic simulation software Agilent ADS or Ansoft HFSS, which are compared and discussed with the test results. Extracting the major parameters from the design, simulation and test results, and then designing the list, menu and so on from the collectivity, the design database system of LTCC microwave components is established, which is easy to organize, maintain and use.%微波元件是构成微波电路的基础。

LTCC微波元件品种多，每种又有很多类型和结构，设计灵活。

设计了LTCC微波电容、电感和滤波器的不同结构模型，采用Agilent ADS微波电磁场仿真软件或Ansoft HFSS电磁场模拟仿真软件对每种结构模型进行模拟仿真，得出不同结构形式电容、电感和滤波器的仿真结果，并与试验样品的测试结果进行对比和讨论。

X波段微波垂直互连电路设计摘要低温共烧陶瓷（LTCC）是实现微波组件轻小型化、高密度组装的理想互连和组装技术。

文中介绍了两种基于LTCC技术的微波垂直互连结构。

利用三维电磁仿真软件HFSS建立了垂直互连的仿真模型，并在X波段对其进行仿真和优化。

根据优化的结果，完成了设计加工。

实物的测试结果和仿真结果较为吻合。

关键词X波段；LTCC；垂直互连；建模仿真中图分类号：TN79 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）06-0023-03随着单片集成电路、新型基板材料和微组装技术的高速发展，固态有源相控阵雷达技术在军用及民用电子设备中得到了广泛的应用。

随着相控阵技术在舰载、机载以及星载等平台中的应用，其体积、重量和可靠性等指标越来越受到关注。

因此相控阵雷达对天线的性能、功能和体积、重量也提出更高的要求，需要采用片式的有源阵列天线。

相对于传统砖块结构，片式有源阵列天线采用层状组装和高密度集成，因而具有剖面低、重量轻、集成度高、功率密度大、多功能、易扩充、易共形等特点[1]。

采用多芯片组件（MCM）技术可使T/R组件的体积、重量大大减小，组件的集成度也相应提高。

但常规的2D-MCM技术，因其布局形式仍为平面布局，因此电路布局尺寸受芯片数量及面积影响，无法再进一步缩小。

在此基础上发展而来的3D-MCM、多功能芯片等技术，可以使组件的集成度更高，能够适应片式相控阵雷达天线阵面高密度布阵的要求。

新型的T/R组件要求结构紧凑、体积小，同时其内部还集成了大量的微波电路，逻辑控制控制电路及电源电路等。

在组件设计过程中为了得到高性能的微波基板，我们还需要对LTCC基板的内部互联特别是微波互连进行精心设计优化，使得其不仅具有良好的微波性能，并且避免设计不当引起的互耦、串扰、辐射等等影响电路性能及稳定的现象发生[2]。

本文以两种典型的垂直互连结构作为实例，详细介绍了的垂直互连电路设计方法及其具体过程。

1 垂直互连电路分析LTCC技术由于良好的微波性能、低损耗、高集成度以及较为低廉的价格，使得其在微波组件中广泛应用。

3D-MCM 概念、内涵、基本原型结构模型随着电子产品的不断小型化、集成化，电子元器件也不断在小型化。

一般情况下，采用常规工艺加工金属外壳封装的混合集成电路组装密度在20％～40％；环氧涂覆双面混装的混合集成电路组装密度在30％～50％；采用倒装焊工艺、BGA 器件和LTCC空腔工艺技术能够提高电路的组装密度，也只能做到70％～80％的组装密度。

为了再进一步提高组装密度，一种全新的三维多芯片组件(3D-MCM) 封装方式应运而生，其组装密度甚200％。

MCM是指将多个半导体集成电路元件以裸芯片的状态搭载在不同类型的布线基板上，经过整体封装而构成的具有多芯片的电子组件。

而3D-MCM组装是指元器件除了在X-Y平面上展开以外，还在垂直方向(Z方向)将多块平面的MCM用叠层的方式组装在一起，这种组装方式能大大提高产品组装效率。

三维多芯片组件(3D-MCM)是在二维多芯片组件(2D-MCM，通常指的MCM 均系二维)技术基础上发展起来的高级多芯片组件技术。

二者的区别在于：3D-MCM 是采用三维(x，y，z方向)结构形式对IC芯片进行三维集成的技术，而3D-MCM则是在二维 x、y方向)对IC芯片集成，即采用二维结构形式对IC芯片进行高密度组装，是IC芯片的二维集成技术。

三维多芯片组件技术是现代微组装技术发展的重要方向，是微电子技术领域跨世纪的一项关键技术。

目前2D-MCM 的组装效率高达85％，而3D-MCM 的组装效率则已达200％以上。

3D-MCM 的优点可归纳为“五个减小”、“六个增大”：1．进一步减小了体积，减轻了重量。

3D-MCM相对于2D-MCM而言，可使系统的体积缩小l0倍以上，重量减轻6倍以上。

2．减小信号传输延迟时间。

由于VHSI的发展和应用，使得芯片之间互连线的长度已成为影响系统(整机)信号传输延迟的关键。

3D-MCM 中芯片之间的互连长度比2D-MCM 短得多，因此可进一步减小信号传输延迟时间。

多芯片组件MCM（Mul TI-Chip Module）1 多芯片组件组成多芯片组件技术是为适应现代电子系统短，小，轻，薄和高速、高性能、高可靠性、低成本的发展方向二在PCB和SMT的基础上发展起来的新一代微电子封装与组装技术，是实现系统集成的有力手段。

多芯片组件是在高密度多层互连基板上，采用微焊接、封装工艺将构成电子电路的各种微型元器件(IC裸芯片及片式元器件)组装起来，形成高密度、高性能、高可靠性的微电子产品(包括组件、部件、子系统、系统)。

它是为适应现代电子系统短、小、轻、薄和高速、高性能、高可靠性、低成本的发展方向而在多层印制板(PCB)和表面安装技术(SMT)的基础上发展起来的新一代微电子封装与组装技术，是实现系统集成的有力手段。

随着技术的进展，关于多芯片组件的定义有了更多的理解：首先，MCM 的主要构成应当是集成度更高的 VLSI/ULSI/ASIC裸芯片，而非较低集成度的中小规模电路；其次，MCM 应以更高的速度、性能、可靠性以及更多的功能为目标，而非一般混合集成的降低重量和体积；最后，典型的 MCM 须满足上述的关于芯片面积、基板层数和引脚数目的要求。

图1.1是 MCM组件的一种基本结构示意图。

图 1.1 MCM组件结构从图上也可以看到MCM组件包括了芯片、基板、管壳或者高密度I/O 管脚。

从MCM的外表看，就是一个带由较多引出脚的壳体。

可以称之为模表1.1 MCM组件的组成2 多芯片组件分类MCM因使用的材料与工艺技术的不同，可以有不同的分类方式，其分类方法也因认识角度的不同而异。

根据多层互连基板的结构和工艺技术的不同，MCM大体上可分为三类：①层压介质MCM(MCM-L: La mi na te)；②陶瓷或玻璃瓷MCM(MCM-C: Ce ram ics)；③硅或介质材料上的淀积布线MCM(MCM-D: Deposi TI on)。

2.1 MCM-L（Mul TI-Chip Module-Laminate）图2.1 MCM-L Module封装实物与截面示意图MCM-L称之为L型（即叠层型）多芯片组件。