在5G高頻通信時(shí)代,電子產(chǎn)品向微小型化和多功能化方向發(fā)展,對(duì)電子元器件的集成和封裝提出了更高的要求。低溫共燒陶瓷(LTCC)技術(shù)作為無(wú)源元器件集成的關(guān)鍵技術(shù),在開(kāi)發(fā)高頻、高性能、高集成度的電子元器件方面具有顯著優(yōu)勢(shì),對(duì)我國(guó)高頻通信的發(fā)展有著舉足輕重的作用。

與微波相比,5G和毫米波元器件尺寸要小得多,而且設(shè)備的多功能化使得產(chǎn)品中元器件數(shù)量成倍增加。為了滿足高可靠性和高穩(wěn)定性的要求,元器件的模塊化和高度集成化成了必然的趨勢(shì)和選擇。

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低溫共燒陶瓷(LTCC)技術(shù)是無(wú)源元器件集成的關(guān)鍵技術(shù)。
將低溫?zé)Y(jié)陶瓷粉用流延法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(gè)無(wú)源器件嵌入其中,多層疊壓后在900℃以下進(jìn)行燒結(jié),制成三維空間互不干擾的高密度電路基板。

通過(guò)LTCC可以實(shí)現(xiàn)三大無(wú)源器件(電阻、電容、電感)及其他各種無(wú)源器件(如天線、濾波器等)封裝于多層布線基板中,并與有源器件(如功率MOS、晶體管、IC模塊等)共同集成為完整的電路系統(tǒng)。
LTCC材料及器件的國(guó)外總體發(fā)展情況
1、LTCC材料國(guó)外企業(yè)技術(shù)領(lǐng)先
LTCC材料到器件的研發(fā)是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程,需要從材料配方設(shè)計(jì)、粉體制備、生瓷帶流延到器件設(shè)計(jì)、加工及性能測(cè)試等環(huán)節(jié)進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn),研發(fā)周期長(zhǎng)、難度大。自1982年美國(guó)休斯公司開(kāi)發(fā)出LTCC技術(shù)以來(lái),世界各國(guó)在LTCC材料制備、LTCC生瓷帶、生瓷帶與金屬電極漿料的共燒匹配性等方面投入巨資進(jìn)行了研發(fā)。

Ferro(福祿)、DuPont(杜邦)、NEC(日本電氣)、HitachiMetal(日立金屬)、山村等公司都相繼開(kāi)始研制LTCC材料,開(kāi)發(fā)出各種自有配方的低介電、低損耗的LTCC材料體系,并逐漸形成了陶瓷粉研發(fā)制備、生瓷帶流延開(kāi)發(fā)、LTCC器件制備及應(yīng)用的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。國(guó)外廠商由于投入已久,在低溫共燒介質(zhì)材料、共燒工藝、產(chǎn)品質(zhì)量和專利標(biāo)準(zhǔn)等方面均占領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
2、村田獨(dú)占鰲頭 全球市場(chǎng)呈高度寡頭壟斷格局
隨著LTCC市場(chǎng)的穩(wěn)步增長(zhǎng),海外企業(yè)形成寡頭壟斷格局。從全球LTCC市場(chǎng)的占有情況來(lái)看,排名前9的廠商占據(jù)近90%市場(chǎng)份額,主要技術(shù)掌握在日本、美國(guó)和部分歐洲國(guó)家手中,產(chǎn)業(yè)集中度較高。以LTCC生產(chǎn)地區(qū)來(lái)看,全球第一大產(chǎn)區(qū)為日本,約占全球LTCC市場(chǎng)份額的60%,其次為歐洲與美國(guó)地區(qū),約占全球LTCC市場(chǎng)份額的17%。
從廠商市占率來(lái)觀察,全球第一大生產(chǎn)廠商為日系廠商村田,全球市占率約為30%,第二大廠商為日系廠商京瓷,全球市占率約為16%,第三大廠商為德國(guó)的博世,全球市占率約為8%,其他大廠還有日本TDK、太陽(yáng)誘電和美國(guó)的CTS西迪斯公司。日本廠商位于全球LTCC產(chǎn)品市場(chǎng)與技術(shù)的主導(dǎo)地位。

日本村田是全球規(guī)模最大的MLCC廠商。自從LTCC出現(xiàn)以來(lái),日本村田就一直保持世界第一的地位,全球市場(chǎng)占有率一直高于26%,在高端市場(chǎng)的占有率更高。村田公司采用低介電陶瓷材料和低阻抗銀導(dǎo)體開(kāi)發(fā)出獨(dú)特的“零收縮LTCC”,能夠?qū)⑻沾墒湛s局限于Z方向(厚度方向),而且確保極佳的尺寸精度和表面光坦度,可靠性高,適用于汽車(chē)電子和射頻電路。

圖源自京瓷官網(wǎng)
京瓷公司生產(chǎn)出高強(qiáng)度材料(LTCCHard):GL330,該材料抗下落沖擊能力強(qiáng),是非常適用于移動(dòng)電子設(shè)備用模塊基板的材料。根據(jù)京瓷材料對(duì)比測(cè)試結(jié)果,如果將原來(lái)的LTCC替換為L(zhǎng)TCC Hard,由于彎曲強(qiáng)度能提高一倍,在保持同等基板強(qiáng)度的條件下,基板厚度可減少約30%。

TDK公司提供LTCC技術(shù)的天線、濾波器、耦合器、雙工器、平衡器等高頻元件,在WLAN、藍(lán)牙連接、導(dǎo)航以及汽車(chē)電子等應(yīng)用中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。該公司LTCC產(chǎn)品的最大優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)V波器的尺寸做到很小,2017年研制的LTCC低通濾波器的尺寸僅為0.65mm×0.5mm。與以往的1005形狀產(chǎn)品(長(zhǎng)1.0mm&TImes;寬0.5mm&TImes;高0.4mm)相比體積減少51%。應(yīng)用于智能手機(jī)、平板終端等移動(dòng)設(shè)備的LTE高頻電路部位
上述LTCC廠商在產(chǎn)品類別方面各有特點(diǎn),日本村田主要研究低燒結(jié)收縮率的LTCC材料,京瓷公司主要生產(chǎn)LTCC陶瓷材料和LTCC基板。TDK公司研究LTCC器件的小型化,在智能手機(jī)和便攜式移動(dòng)終端等應(yīng)用中具有優(yōu)勢(shì)。
3、LTCC年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)10%
隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展,全球LTCC市場(chǎng)規(guī)模逐年上升,僅9年時(shí)間LTCC總產(chǎn)值便翻了一倍,從2010年的6.2億美元上升到2019年的12.4億美元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到10%,到2022年有望達(dá)到15億美元。
為了獲得更大的帶寬和更快的傳輸速率,無(wú)線通信系統(tǒng)的工作頻率越來(lái)越高,5G和毫米波技術(shù)是正在大力發(fā)展的通信技術(shù)。同時(shí),手機(jī)、智能可穿戴設(shè)備等消費(fèi)電子產(chǎn)品的功能越來(lái)越復(fù)雜,體積也越來(lái)越小,這些因素均使得LTCC組件不斷向模塊化、小型化及高頻化等方向發(fā)展。因此,開(kāi)發(fā)具有更好溫度穩(wěn)定性、更低介電損耗、更低燒結(jié)溫度的可適用于高頻場(chǎng)景的低溫共燒介質(zhì)陶瓷材料,提升LTCC工藝技術(shù)水平和內(nèi)部線路設(shè)計(jì)能力,減小LTCC元器件尺寸并進(jìn)行更高密度集成是未來(lái)LTCC技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
7月9日,風(fēng)華高科LTCC事業(yè)部經(jīng)理/技術(shù)總監(jiān)黃昆將在第二屆高端電子陶瓷MLCC、LTCC產(chǎn)業(yè)高峰論壇帶來(lái)“淺談我國(guó)無(wú)源元器件的機(jī)遇與挑戰(zhàn)”的主題演講,將全面分析我國(guó)無(wú)源元器件的發(fā)展及現(xiàn)狀進(jìn)行深度解析,歡迎大家前來(lái)分享交流。
活動(dòng)推薦:
第二屆高端電子陶瓷MLCC、LTCC產(chǎn)業(yè)高峰論壇
2021年7月9日(周五)
深圳 觀瀾 格蘭云天酒店
時(shí)間
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議題
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演講單位
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09:00-09:25
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開(kāi)場(chǎng)介紹
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艾邦智造 江耀貴 創(chuàng)始人
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09:25-09:50
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淺談MLCC未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
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宇陽(yáng)科技 陳永學(xué) 戰(zhàn)略總監(jiān)
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9:50-10:15
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MLCC高端關(guān)鍵生產(chǎn)裝備國(guó)產(chǎn)化解決方案
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宏華電子 梁國(guó)衡 副總工程師
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10:15-10:40
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茶歇
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10:40-11:05
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應(yīng)用于電子陶瓷領(lǐng)域的畢克產(chǎn)品介紹
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畢克化學(xué) 王玉立 博士
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11:05-11:30
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淺談我國(guó)無(wú)源元器件的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
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風(fēng)華高科 黃昆 LTCC事業(yè)部經(jīng)理/技術(shù)總監(jiān)
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11:30-11:55
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微波毫米波無(wú)源集成關(guān)鍵材料與技術(shù)
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南方科技大學(xué)工學(xué)院黨委書(shū)記/副院長(zhǎng) 汪宏 教授
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11:55-14:00
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午餐
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14:00-14:25
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封接玻璃作用機(jī)理及在電子元器件應(yīng)用研究進(jìn)展
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華東理工大學(xué) 曾惠丹 教授/博導(dǎo)
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14:25-14:50
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LTCC高頻低介電常數(shù)陶瓷生料帶
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上海晶材新材料 汪九山 總經(jīng)理
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14:50-15:15
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稀土在先進(jìn)電子陶瓷電容材料中的研究進(jìn)展
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晶世新材料 程佳吉 教授
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15:15-15:40
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高性能電容器材料的應(yīng)用研究
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上海硅酸鹽研究所 陳學(xué)鋒 研究員/博士
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15:40-16:05
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茶歇
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16:05-16:30
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MLCC產(chǎn)品失效分析和檢測(cè)手段
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深圳納科科技 段建林 總經(jīng)理
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16:30-16:55
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物理氣相法制備MLCC內(nèi)外電極金屬粉體
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江蘇博遷新材料 江益龍 總經(jīng)理
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16:55-17:20
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如何提升LTCC激光開(kāi)孔效果對(duì)后段工藝良率影響
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東莞盛雄激光 王耀波 高級(jí)項(xiàng)目總監(jiān)
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17:20-17:45
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MLCC在5G基站的應(yīng)用及可靠性評(píng)估方法
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中興 楊航 材料技術(shù)質(zhì)量高級(jí)工程師
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17:45-20:00
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晚宴
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參會(huì)人數(shù)
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1~2個(gè)人
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3個(gè)人及以上
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7月7日前付款
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2500元/人
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2400元/人
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現(xiàn)場(chǎng)付款
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2800元/人
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2500元/人
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★費(fèi)用包括會(huì)議門(mén)票、全套會(huì)議資料、午餐、茶歇等,但不包括住宿。
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