LTCC產(chǎn)業(yè)背景資料

1、ltcc（低溫共燒陶瓷技術(shù)）前景及發(fā)展趨勢一、 ltcc技術(shù)概況1、ltcc技術(shù)介紹低溫共燒陶瓷（low temperature co-fired ceramic ltcc）。該技術(shù)是近年發(fā)展起來的令人矚目的整合組件技術(shù)，已經(jīng)成為無源集成的主流技術(shù)，成為無源元件領(lǐng)域的發(fā)展方向和新的元件產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟增長點。ltcc技術(shù)是于1982年休斯公司開發(fā)的新型材料技術(shù)，是將低溫?zé)Y(jié)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(dǎo)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(zhuǎn)換器、耦合器等）埋入多層陶瓷基板中，然后疊壓在一起，內(nèi)外電極可分

2、別使用銀、銅、金等金屬，在900下燒結(jié)，制成三維空間互不干擾的高密度電路，也可制成內(nèi)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(jìn)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。2、ltcc的特點利用ltcc制備片式無源集成器件和模塊與其他的集成技術(shù)相比具有許多優(yōu)點。第一、陶瓷材料具有優(yōu)良的高頻高q特性，增加了電路設(shè)計的靈活性；第二、使用電導(dǎo)率高的金屬材料作為導(dǎo)體材料，有利于提高電路系統(tǒng)的品質(zhì)因子；第三、可適應(yīng)大電流及耐高溫特性要求，并具備比普通pcb電路基板優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性；第四、可將無源組件埋入多層電路基板中，有利于提高電路的組裝密度；第

3、五、具有較好的溫度特性，如較小的熱膨脹系數(shù)、較小的介電常數(shù)溫度系數(shù)，可以制作層數(shù)極高的電路基板，可以制作線寬小于50m的細(xì)線結(jié)構(gòu)。另外，非連續(xù)式的生產(chǎn)工藝允許對生坯基板進(jìn)行檢查，從而提高成品率，降低生產(chǎn)成本。節(jié)能、節(jié)材、綠色、環(huán)保已經(jīng)成為元件行業(yè)發(fā)展勢不可擋的潮流，ltcc也正是迎合了這一發(fā)展需求，最大程度上降低了原料，廢料和生產(chǎn)過程中帶來的環(huán)境污染。3、ltcc應(yīng)用領(lǐng)域及趨勢ltcc產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛，如各種制式的手機、藍(lán)牙模塊、gps、 pda、數(shù)碼相機、wlan、汽車電子、光驅(qū)等。其中，手機的用量占據(jù)主要部分，約達(dá)80%以上；手機中使用的ltcc產(chǎn)品包括lc濾波器、雙工器、功能模塊、收

4、發(fā)開關(guān)功能模塊。中國市場對低溫共燒片式電感的需求如下表。目前l(fā)tcc技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入更新的應(yīng)用階段，包括無線局域網(wǎng)絡(luò)、地面數(shù)字廣播、全球定位系統(tǒng)接收器組件、數(shù)字信號處理器和記憶體等及其他電源供應(yīng)組件甚至是數(shù)位電路組件基板。ltcc是今后元件制造工藝的一個趨勢，集成的趨勢非常明顯。國務(wù)院在2009年發(fā)布的電子信息產(chǎn)業(yè)調(diào)整振興規(guī)劃綱要的文件內(nèi)容中，明確提出將大力支持電子元器件的自主研發(fā)，并將其設(shè)為重點研究領(lǐng)域，低溫共燒陶瓷技術(shù)將成為未來若干年內(nèi)中國電子制造業(yè)的重大發(fā)展趨勢?，F(xiàn)在國外已經(jīng)研制出把不同功能的整合在一個器件里的產(chǎn)品。由此看來未來幾年ltcc還將越來越熱，以便給業(yè)界帶來一個又一個有關(guān)ltcc的

5、驚喜。二、ltcc相關(guān)產(chǎn)品介紹 ltcc產(chǎn)品按其所包含的元件數(shù)量和在電路中的作用，大體可分為ltcc元件、ltcc功能器件、ltcc封裝基板和ltcc模塊基板。ltcc屬于高新科技的前沿產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于微電子工業(yè)的各個領(lǐng)域，具有十分廣闊的應(yīng)用市場和發(fā)展前景。emi/emc(抗電磁干擾)元件將是ltcc破局的著落點，它將催生出一個僅次于電子元件的器件市場。我們每天生活的電磁波中，電磁干擾是個很嚴(yán)重的問題，因此電子產(chǎn)品的抗電磁干擾顯得尤為重要。1、ltcc功能器件早期通信產(chǎn)品內(nèi)的濾波器和雙工器多為體積很大的介質(zhì)濾波器和雙工器?，F(xiàn)在gsm和cdma手機上的濾波器已被表面濾波器取代或埋入模塊基板中，而

6、phs手機和無繩電話上的濾波器則大多為體積小、價格低、由ltcc制成的lc濾波器；藍(lán)牙和無線網(wǎng)卡則從一開始就選用lc濾波器。由ltcc制成的濾波器包括帶通、高通和低通濾波器三種，頻率則從數(shù)十mhz直到5.8ghz。lc濾波器在體積、價格和溫度穩(wěn)定性等方面有其無可比擬的優(yōu)勢，其不斷受到廣泛重視就不難理解了。2、ltcc片式天線wlan和藍(lán)牙設(shè)備通信距離短，收發(fā)功率小，對天線的功率和收發(fā)特性要求不高，但對天線所占pcb的面積及成本要求很嚴(yán)。由ltcc制備的片式天線具有體積小、便于表面貼裝、可靠性高、成本低等顯著優(yōu)點，已廣泛用于wlan和藍(lán)牙。3、ltcc模塊基板電子元件的模塊化已成為業(yè)界不爭的事實

7、，其中尤其以ltcc為首選方式?？晒┻x擇的模塊基板有l(wèi)tcc、htcc(高溫共燒陶瓷)、傳統(tǒng)的pcb如fr4（耐燃材料）和ptfe(高性能聚四氟已烯)等。htcc的燒結(jié)溫度在1500以上，與之匹配的難熔金屬如鎢、鉬/錳等導(dǎo)電性能較差，燒結(jié)收縮不如ltcc易于控制。ltcc的介電損耗比rf4低一個數(shù)量級。ptfe的損耗較低，但絕緣性都較差。ltcc比大多數(shù)有機基板材料可更好地控制精度。沒有任何有機材料可與ltcc基板的高頻性能、尺寸和成本進(jìn)行綜合比較。ltcc模塊因其結(jié)構(gòu)緊湊、耐機械沖擊和熱沖擊性強，目前在軍工和航天設(shè)備上受到極大關(guān)注和廣泛應(yīng)用。今后其在汽車電子上的應(yīng)用將會非常廣泛。三、 ltc

8、c產(chǎn)業(yè)概況1、全球產(chǎn)業(yè)概況隨著通訊、電腦和汽車電子產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，低溫共燒陶瓷（ltcc）技術(shù)將成為世界電感制造業(yè)的重大發(fā)展趨勢。過去幾全球ltcc市場產(chǎn)值呈現(xiàn)快速成長，未市場表現(xiàn)也將持續(xù)亮麗全球產(chǎn)值84191110451205141005001000150020052006200720082009年份百萬美元全球產(chǎn)值 2008年，全球ltcc總產(chǎn)值高達(dá)12億美元，2009年為14億美元，cmic分析師預(yù)計到2015年，全球ltcc總產(chǎn)值將突破30億美元。根據(jù)2009年日本產(chǎn)業(yè)信息調(diào)查會的電感、變壓器市場報告的數(shù)據(jù)，2009年全球電感市場數(shù)量和金額分別為5,278億只和5,485億日元（398

9、.21億人民幣），預(yù)計2013年全球電感市場數(shù)量和金額將分別達(dá)到11,087億只和7,895億日元（573.18億人民幣），2009-2013年全球電感市場數(shù)量和金額的平均年增長率分別為20.39%和9.53%。國外廠商由于投入已久，在產(chǎn)品質(zhì)量，專利技術(shù)、材料掌控及規(guī)格主導(dǎo)權(quán)等均占有領(lǐng)先優(yōu)勢。以ltcc生產(chǎn)地區(qū)來看，全球第一大生產(chǎn)地區(qū)為日本，約占全球市場占有率6成，其次為歐洲與美國地區(qū)，約各占全球市占有率的17%。日本廠商位居全球ltcc產(chǎn)品市場與技術(shù)的主導(dǎo)地位。從廠商市場占有率來觀察，全球第一大生產(chǎn)廠商為日系廠商murata（村田）2010年總營業(yè)額6179億5千4百萬日元，第二大廠商為日系

10、廠商kyocera（京瓷）2010年營業(yè)收入達(dá)1,266,924百萬日元，純利潤122,448百萬日元；第三大廠則為德國的bosch（博世）。tdk和太陽誘電（taiyo yuden）、美國西迪斯（cts corp）和歐洲的西麥克微電子技術(shù)（c-mac micro technology）和screp-erulec都是主要的ltcc廠商。 2000年以后眾多的臺灣企業(yè)投入ltcc產(chǎn)業(yè)，但是產(chǎn)業(yè)經(jīng)過洗牌后，目前剩下璟德電子和美磊科技比較積極。國巨電子主要是生產(chǎn)mlcc（多層陶瓷電容）產(chǎn)品，下圖為臺灣目前的主要ltcc生產(chǎn)廠商概況。注：ipd-integrated passive device（集成

11、被動元件）。 2009年被動元件產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值大約220億美元，其中電容所占比例最高，大約為60%。模塊產(chǎn)品占大約20%。模塊產(chǎn)品特別是ltcc模塊產(chǎn)品，通常都是由被動元件廠家生產(chǎn)，其雖然不是嚴(yán)格意義上的被動元件，但藍(lán)牙模塊、gps模塊和手機wi-fi模塊98%以上都是被動元件廠家生產(chǎn)的，因此劃歸被動元件領(lǐng)域。下面是2009年25家被動元件廠家排名。2、國內(nèi)產(chǎn)業(yè)概況國內(nèi)ltcc產(chǎn)品的開發(fā)比國外發(fā)達(dá)國家至少落后5年, ltcc技術(shù)近幾年已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，中國在ltcc市場占據(jù)一定份額的是疊層式電感器和電容器生磁帶。浙江正原作為國內(nèi)ltcc制造領(lǐng)航者，2002年引進(jìn)了全套世界先進(jìn)ltcc生產(chǎn)設(shè)備，并建成

12、了國內(nèi)第一條干法ltcc無源元件生產(chǎn)線；2007年已形成月產(chǎn)400萬顆ltcc無源元件的生產(chǎn)能力。深圳順絡(luò)電子的主營業(yè)務(wù)是片式電感，由于產(chǎn)品性能強于臺灣、接近日本，并在服務(wù)響應(yīng)和報價方面優(yōu)于日本，順絡(luò)電子獲得了三星、sharp、lg、華為、富士康等全球頂級廠商和代工企業(yè)客戶的認(rèn)可，產(chǎn)品目前供不應(yīng)求。從03 年就著手研究ltcc 工藝，08 年反周期收購南玻電子的ltcc 設(shè)備，10 年正式量產(chǎn)即收入超千萬，2011年ltcc擴產(chǎn)項目達(dá)產(chǎn)后，公司ltcc年產(chǎn)能將達(dá)1.62億只。12年開始將對業(yè)界產(chǎn)生重要影響。據(jù)cmic數(shù)據(jù)顯示，目前世界電子元件的市場規(guī)模大約每年1600億美元左右。同時cmic分

13、析師預(yù)計2011年，市場規(guī)模將突破2000億美元。隨著世界電子制造業(yè)向中國大規(guī)模轉(zhuǎn)移，根據(jù)電子元件協(xié)會發(fā)布的中國電子元件“十二五”規(guī)劃，未來五年，我國電子元件行業(yè)銷售收入總額達(dá)到1.88萬億元，年均增長10%。截至2010年底，電子元件行業(yè)銷售收入總額為1.1萬億元，為達(dá)到未來五年新增銷售收入約7000億元的目標(biāo)，“十二五”期間大約要投資5000億元，主要集中在新型電子元件的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域。國內(nèi)的終端產(chǎn)品為了盡快搶占市場，最初的設(shè)計方案大都是從國外買來的，甚至方案與元器件打包采購，其所購方案都選用了國外元器件。前幾年終端產(chǎn)品生產(chǎn)廠的主要目標(biāo)是擴大市場份額，成本壓力不大，無法顧及元器件國產(chǎn)化。

14、隨著終端產(chǎn)品產(chǎn)能過剩，價格和成本競爭將日趨激烈，這將為國內(nèi)ltcc器件的發(fā)展提供良好的市場契機。四、ltcc產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵因素 ltcc器件的開發(fā)與生產(chǎn)，必須兼顧材料、設(shè)計及工藝與設(shè)備三個方面。1、材料方面國內(nèi)ltcc產(chǎn)業(yè)原材料的研究還停留在能做出樣品、發(fā)表論文上。原材料是ltcc行業(yè)面臨的主要問題。國內(nèi)原材料的來源主要有三種方式：其一，直接從國外進(jìn)口生帶；其二，買磁粉，自己做生帶；其三，自己研制磁粉。這些都不利于快速、低成本的開發(fā)出ltcc器件。這三種方式中，第一種成本最高，第三種最慢。ltcc器件對材料性能的要求包括電性能、熱機械性能和工藝性能三方面。目前，ltcc陶瓷材料主要是兩個體系，即“

15、微晶玻璃”系和“玻璃+陶瓷”系。國際上有dupont、ferro和heraeus三家提供數(shù)種介電常數(shù)小于10的生帶。這些生帶存在兩個問題：首先，介電常數(shù)未系列化，不利于設(shè)計不同工作頻率的器件。第二，這些生帶開發(fā)商并無實際使用生帶進(jìn)行設(shè)計和生產(chǎn)的經(jīng)驗，比較注重生帶與銀漿料的匹配性和工藝性能，對于設(shè)計及對生帶的要求的掌握并不詳盡?，F(xiàn)在國內(nèi)做得比較好的深圳南玻電子有限公司的做法很值得借鑒，他們采用第二種方式，所生產(chǎn)出的生帶性能、質(zhì)量都很不錯，完全能夠滿足元器件及模塊設(shè)計的要求。2、設(shè)計 ltcc器件的設(shè)計包括電性設(shè)計、應(yīng)力設(shè)計和熱設(shè)計等諸多方面，其中以電性設(shè)計最為關(guān)鍵。由于ltcc器件中包括多個等效分立元件，互相間耦合非常復(fù)雜，工作頻率往往較高，更多的是采用電磁場而不是電路的概念。用過去的集總參數(shù)電路設(shè)計的方法是無法設(shè)計ltcc器件的。3.、工藝設(shè)備ltcc器件的顯著優(yōu)點之一是其一致性好、精度高。而這完全有賴于所用材料的穩(wěn)定性和工藝設(shè)備的精度。由于門檻較高且投資較