共燒多層陶瓷元器件及組件可分為高溫共燒多層陶瓷（HTCC）和低溫共燒多層陶瓷（LTCC）兩種。HTCC是指在1450℃以上與熔點較高的金屬一并燒結的具有電氣互連特性的陶瓷。隨著通信向高頻高速發(fā)展，為了實現(xiàn)低損耗、高速度和高密度封裝的目的，LTCC應運而生，燒結溫度在900℃左右。

然而人類對科學的探究卻從未停止，隨著科技的進步和社會需求的不斷提高，人們又發(fā)現(xiàn)了超低溫共燒陶瓷這一新概念。超低溫共燒陶瓷（Ultra Low Temperature Co-fired Ceramics，ULTCC）是由低溫共燒陶瓷（LTCC）發(fā)展而來的一類新型電介質(zhì)材料。

關于ULTCC

超低溫共燒陶瓷（ULTCC）是一種具有眾多優(yōu)點的新型多層陶瓷?？稍?00℃~700℃的極低溫度下燒結，超低燒結溫度使電介質(zhì)能夠與鋁電極及各類電子器件共燒結以實現(xiàn)電子設備的集成化和多功能化，同時還可以降低成本、節(jié)約能源，適合用于電子元件的集成。且低燒結溫度允許更廣泛的導體材料用于功能化，使技術混合（半導體工藝、基于聚合物的微電路制造）成為可能。

ULTCC基板

另外，ULTCC電子基板材料還需要具備低介電常數(shù)與低介電損耗，以保證電路的穩(wěn)定運行。目前，ULTCC材料大多是具有本征超低燒結溫度的陶瓷材料，例如，碲酸鹽、鉬酸鹽、釩酸鹽等。

ULTCC還可以將電路和封裝嵌入和燒結到陶瓷中。這降低了制造成本，從而顯著擴展了ULTCC組件的應用范圍。ULTCC組件非常適合用作電子元件的重新布線載體，用于外殼和封裝技術，或用作天線、濾波器和循環(huán)器等高頻技術應用的基板。

與傳統(tǒng)的低溫陶瓷相比，微晶玻璃材料用于ULTCC技術的優(yōu)點在于全玻璃相帶來的低燒結溫度，易于控制的燒結、析晶行為，以及與電極材料良好的化學相容性。因此，應用于ULTCC技術的微晶玻璃材料也成為研究熱點。

國內(nèi)外在ULTCC領域的研究進展

在國外，F(xiàn)raunhoferIKTS基于玻璃陶瓷復合材料(GCC)開發(fā)定制的符合RoHS和REACH標準的ULTCC材料和生瓷帶，該復合材料由低熔點玻璃和合適的陶瓷填料組成。玻璃類型與所選填充材料相結合，決定了材料特性，例如熱膨脹、導熱性、絕緣性以及電氣參數(shù)（絕緣電阻、介電常數(shù)、介電損耗）。相關的金屬化漿料基于銀和鋁。其挑戰(zhàn)在于調(diào)整粘合劑和漿料系統(tǒng)以及制造工藝，以使材料在上述溫度范圍內(nèi)可共燒結。

ULTCC基板上的燒結銀

在國內(nèi)，近年來，中國建材研究院、上海硅酸鹽研究所、成都電子科技大學等科研院所、高校都開展了ULTCC微晶玻璃材料的研究。武漢理工大學王靜副研究員帶領團隊對CuO-ZnO-MgO-B2O3系微晶玻璃析晶行為及介電性能進行了系統(tǒng)的研究。研究發(fā)現(xiàn)通過在玻璃組成中引入MgO，其含量對微晶玻璃的燒結行為和析晶行為有顯著的影響。其中，MgO含量為1wt%的微晶玻璃在575℃下燒結5h后得到了細化的晶粒尺寸和均勻的晶粒分布，在1MHz下相對介電常數(shù)約為~7.1，介電損耗約為~6.40×10-4。MgO含量為4wt%的微晶玻璃在600℃下燒結5h后晶格結構扭曲度更小，在1MHz下相對介電常數(shù)約為~7.1，介電損耗約為~5.77×10-4，并且這種微晶玻璃與Ag電極及Al電極均具有很好的化學相容性。

審核編輯：郭婷