第一节 微波无源器件产品界定及发展历程

一、产品定义、性能及应用情况

一、定义及性能

微波无源器件是指在不需要外加电源的条件下，就可以显示其特性的电子元件。无源元件主要是电阻类、电感类和电容类器件，它的特点是在电路中无需加电源即可在有微波信号时工作。

波射频器件分为无源和有源两大类，区分两者的标准是看该器件建立起的等效电路模型中是否含有电源（电压源或者电流源），若器件等效电路模型中无电源，该器件被称为无源器件。

无源器件主要器件：无源器件主要包括电阻，电容，电感，转换器，渐变器，匹配网络，谐振器，滤波器，混频器和开关等。

1、功率分配器

功分器是用来将一路输入信号能量分成两路或多路能量输出，宽带功分器通过多级阻抗变换线的级联，具有很宽的频带特性。

功分器基本形式为2路和3路输出，通过它们的级联可以形成多路功率分配。

有些情况下，也可用来将多路信号能量合成一路输出，此时也可称为功率合成器，对于同频同相的信号的功率合成，当功率分配器为理想等幅同相电路时，（在不考虑功率电阻的寄生参数的情况下）在隔离电阻上没有功率消耗，那样可以不考虑隔离电阻的承受功率，反之，当两路信号为不相干情况时，在合成输出端接匹配负载的情况下，反向传输损耗约等于功分器的正向插损，损耗的功率由隔离电阻消耗，对于窄带电路，可以选择合适的功率电阻，而对于宽带电路，由于多级大功率电阻的寄生参量无法在宽频带内得到有效的补偿，从而导致功分器不能满足频带内的技术指标要求。

2、定向耦合器

定向耦合器用于对相应传输方向的微波信号提取和功率定向分配，通常接有内置或外接功率电阻性负载。

定向耦合器常有两种方法实现：

其一，为采用单节平行耦合线的电路，其耦合区长度为中心频率的四分之一导波波长，输入和直通输出端在其中的一根线上，直通输出和耦合输出端口在结构上不相邻，剩余的一个端口称为隔离端，该端口接匹配负载，在中心频率上直通输出和耦合输出端口的输出相位差为90度，在电路设计制造参数精确和各外接端口匹配良好的情况下，隔离端基本上不消耗功率。宽带器件是由多个单元级联而成，具备较好的耦合平坦度，如果采用调谐于中心点的单节电路，则在宽带使用中会出现通带内起伏高达3dB以上，使得系统的设计要分频段单独设计，并大幅度增加成本。

另一种，为分支线定向耦合器，两输出端口结构上相邻，输出相位差也可以实现90度或180度，常用于3dB等强耦合场合。

需要注意的是，在耦合器上标注的功率是指输入端口的最大输入功率，在使用过程中应尽量避免从直通输出口和耦合端口用大功率输入，输出口和耦合端口的最大输入功率由耦合度和负载电阻决定。我公司产品中用的是10W微波功率电阻。

3、功率合路器（合成器）

合路器分为同频合成器和异频段合路器两种。

对同频段信号的合路（合成），由于信道间隔很小（250KHz），无法采用谐振腔选频方式来合路，常见的是采用3dB电桥。

3dB电桥有两个输入口和两个输出口，两载频合路后，两个输出口均可作信号输出用，若只需要一个输出信号，则另一输出口需要负载吸收，此时的负载功率根据输入信号的功率来定，不能小于两个信号功率电平和的1/2，建议将两路信号分别接在不同走线方向的信号传输电缆上，这样可以避免采用过高成本的功放。

一般来讲，功分器也可以作合路器使用。区别在于承受的功率不同。

异频段合路器是指两个不同频段的信号功率合成所用。如，CDMA和GSM功率合成；CDMA/GSM与DCS功率合成。由于两个信号频率间隔较大，可以选用谐振腔选频方式对两路信号进行合成，其优点是插损小，带外抑制度高，而带外抑制指标是合路器较重要的指标之一，如带外抑制不够，会造成GSM与CDMA之间的相互干扰。

二、性能及应用

微波无源器件产品主要应用于CDMA、GSM、DCS、3G、PHS、WLAN等移动通信系统。包括各类通信系统基站和直放站使用的双工器、滤波器、合路器等产品，也包括直放站以及室内覆盖系统的耦合器、功分器、合成器以及多种小灵通滤波器等工程配件。

二、产品发展历程

1917年美国和德国科学家分别发明了LC滤波器，次年导致了美国第一个多路复用系统的出现。20世纪50年代无源滤波器日趋成熟。自60年代起由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤波器发展上了一个新台阶，并且朝着低功耗、高精度、小体积、多功能、稳定可靠和价廉方向努力，其中小体积、多功能、高精度、稳定可靠成为70年代以后的主攻方向。导致RC有源滤波器、数字滤波器、开关电容滤波器和电荷转移器等各种滤波器的飞速发展，到70年代后期，上述几种滤波器的单片集成已被研制出来并得到应用。80年代，致力于各类新型滤波器的研究，努力提高性能并逐渐扩大应用范围。

90年代至现在主要致力于把各类滤波器应用于各类产品的开发和研制。当然，对滤波器本身的研究仍在不断进行。

我国广泛使用微波无源器件是50年代后期的事，当时主要用于话路滤波和报路滤波。经过半个世纪的发展，我国滤波器在研制、生产和应用等方面已纳入国际发展步伐，但由于缺少专门研制机构，集成工艺和材料工业跟不上来，使得我国许多新型滤波器的研制应用与国际发展有一段距离。

现代微波技术的迅速发展对滤波器、双工器等微波无源器件的性能指标提出了越来越高的要求。采用经典的等效电路法设计的微波无源器件精度不高,调试难度大,已很难适应时代发展的需要。基于严格场理论的模式匹配法因其精度高、运算速度快等优点而得到国内外研究工作者的高度重视。由于考虑了金属膜片的有限厚度和不连续处高次模的相互影响,利用该方法设计的微波无源器件具有很高的精度。此外,基于模式匹配法的最优化设计,可以使器件的结构更加合理。因此,模式匹配法的研究对提高微波无源器件性能指标,缩短器件设计周期,以及器件小型化都具有十分重要的意义。微波无源器件通常是由若干通用的基本单元所构成,如波导阶梯、T接头等。模式匹配法以这些基本单元为研究对象。利用模式匹配法和矩阵级联技术可以得到微波无源器件的广义散射矩阵。在此基础上,可采用FORTRAN等计算机语言编写程序进行电磁仿真。给定技术指标下的无源器件尺寸参数则可以通过基于模式匹配法的最优化技术而获得。

第二节 微波无源器件产品所处行业发展周期

电子元件及组件制造行业生命周期判断

略……

第三节 微波无源器件产品市场供给分析

一、2003-2009年产品生产规模

2003-2009年我国微波无源器件产值统计

全球射频器件市场占有率分布

目前武汉凡谷全球市场占有率超过8.78%，已经成为国际大型移动通信系统集成商的重要供应商。

2009年我国主要微波无源器件主要产品产量统计

二、产品生产地区分布

2009年我国微波无源器件产值分布

第四节 微波无源器件产品市场需求分析

一、2003-2009年产品需求规模

 2003-2009年我国微波无源器件市场规模统计

二、产品主要需求地区分布

2009年我国微波无源器件市场规模分布

三、产品主要购买者

产品的主要购买者为通信厂商主要有：华为、摩托罗拉、CELESTICAMTY、爱立信等为电信提供服务的供货商。

微波无源器件生产企业具体生产、销售流程为：成为合格供应商→接受产品规范书→报价→中标→研发→产品认证→合格后小批量生产、批量生产→交付顾客。

四、主要需求行业发展

微波技术在移动网络中的应用是其主要应用手段，目前约60%的微波业务市场集中在这里。在城市和城郊，由于移动网络的不断扩容，新建大量的移动基站，基站接入容量的需求还在不断增大。另一方面，由于使用密度高且微波频率资源紧张，微波频率复用率很高，在这里可以采用短距的微波。

1）无线通信室内覆盖

在移动接入网络中，随着网络不断扩容和无缝覆盖的需求，很多区域的传输是光纤解决不了的，使用微波设备可以缓解光纤传输网络资源不足的压力，同时提高网络工程进度，降低网络投资，如城域内的“楼宇室内覆盖”，边远地区的“边际网覆盖”。 在移动城域网络和核心网络中，大量采用微波设备应用于城域汇聚业务，解决城区内铺设有线资源困难的问题，同时作为城域光网络的环路闭合和重要链路的备份。

2009年TD网络规模化覆盖基本完成，为中国3G元年画上了完美的句号。2010年，室内覆盖也是三大运营商拼抢的关键，以网络覆盖优势称王2G的中国移动必然将重点调整到室内覆盖和家用基站上。2010年底北京、上海、广州等城市将实现全城覆盖。

2）点对点通信

在2G移动网络的末端接入和汇聚传输侧，点对点微波适用于基站控制器（BSC）和基站（BTS）之间的互联，可以采用星型或者链型网络拓扑结构。数字微波产品还可以为2G/3G的基站互联提供传输。当BTS或NODEB网络配置确定之后，微波设备因其灵活的容量和调制方式可调，可以迅速解决这种新增基站互联的需求。

3）有线电视

在广电系统应用微波设备可以同时传送100套电视节目，质量高、覆盖距离远、传输容量大。微波设备还能够很方便地构筑视频、音频及数据一体化综合业务网络平台，能达到多媒体综合信息服务的目的。随着大容量数字电视的推广和普及，也对微波设备提出了新的要求，微波设备应该适应这种要求而转型。此外，微波设备还广泛应用于其他专网，解决网络的传输问题。

4）卫星通信市场

卫星移动通信在不同的国家会有不同的服务面和不同的用户结构。卫星移动通信业务在进入市场后，并没有象运营商先前预料的那样迅速占领通信市场。所以必须对卫星移动通信业务的目标市场作一重新定位。卫星移动通信毕竟是比较昂贵的一种通信手段，在初期其用户只能是那些对费用高低不敏感的用户，如政府部门、石油和地质勘探及开发部门、探险队、豪华场所等；其次是对费用较敏感，但确有需求的用户，如金融、保险、商贸、旅游、运输、渔业、航空等方面的用户，而这部分用户可能是主要的潜在用户。在信息时代的今天，人们的生活随着高科技的发展越来越丰富，对通信的要求也越来越高，已经不满足现有的通信方式，而要求能在任何时间、任何地点和任何人实现信息通信。卫星移动通信是实现上述目标的其它通信手段不可替代的信息通信方式。卫星移动通信特有的全球性、移动性和方便性，必将使其成为新世纪个人通信时代提供个人通信业务系统的重要组成部分。

5）避雷

微波天线、馈线、铁塔及机房建筑的防雷主要是防直击雷。微波站通信系统普遍安装了避雷器，有的机架在出厂时就已经装配有避雷器，我国防雷市场规模巨大，避雷器市场快速上升。略……

第五节 微波无源器件产品全球市场发展情况

一、2008-2009年微波无源器件产品全球市场现状

由于更多厂家入行参与竞争，无源微波器件供应市场竞争加剧，而大规模生产技术的成熟和市场不景气更进一步导致产品价格的下跌。制造商期望2010年的市场会有所起色，尤其寄希望于中国通讯市场的发展能对行业有所拉动。

相关技术正在朝模块化、高频化、低功耗、轻小化和环保化等方向继续发展，而移动通讯基站和固定微波中继通讯等领域则成为制造商的主攻市场。凭借在客户服务、价格和交货周期方面的优势，中国制造商已经占据了中低端市场。

二、2008-2009年微波无源器件产品全球最新技术发展

MerrimacIndustries独创的Multi-Mix微型技术基于正在使用的在聚合物复合衬底之上制造的多层电路。该衬底采用融接工艺粘接到多层结构中。该工艺提供了一个均匀的电介质，它可以在整个毫米波频率上提供优秀的电气性能。

该公司已将这一技术应用于一系列无源器件，包括工作在毫米波频率下的低损耗滤波器。带通型号FPGI-5.77G和FBMM-42.0G是Multi-Mix滤波器的典型例子。前者在5.77GHz的中心频率下，可提供3dB、0.1GHz的带宽，其最大插入损耗为2dB，封装尺寸仅为0.8×0.55×0.12英寸。后者在42.9GHz中心频率下带宽为3dB、3GHz，最大插入损耗为3.5dB，封装尺寸仅为0.620×0.296×0.020英寸。

SynergyMicrowave公司已开发出称之为SYNSTRIP的表面安装元件技术。利用该技术可实现带状线和微带线结构间的平滑转换。这一采用单层微带线过孔来实现电气过孔连接的方法，允许将有效RF信号从器件级传送至PCB板上的50Ω微带线。SYNSTRIP技术已被用于频率高达3GHz的耦合器、移相器、调制器、衰减器和功率分配器，而且它们可以低成本实现杰出的功率处理能力。最近，这一技术已被用于2200MH高交调混频器系列。

三、2008-2009年微波无源器件产品全球市场需求

2009年世界移动通信设备投资额下滑8.2％，金融危机对跨国电信运营商和设备商的影响在2009年第二季度开始显现。而中国正在进行3G、光纤等大规模投资，带动了中国本土通信设备投资逆势增39．3％，国外IT巨头纷纷聚焦中国市场。

目前，欧美发达国家电信运营商已经放缓了3G建设，海外电信设备招标量明显减少，跨国运营商的网络建设投入正在缩水。据数据显示，2009年全球电信运营商移动通信基础设备投资额将可能只有394．18亿美元，相比2008年的429．2亿美元下滑了8．2％，这也是全球电信移动通信设备市场5年来的首次下滑。

第六节 微波无源器件产品全球市场格局分析

一、微波无源器件产品全球市场格局特点

自20世纪80年代起，以英美为首的发达国家率先打破电信市场垄断，开放市场，引入竞争。之后，这种趋势逐渐成为通信市场的主旋律遍及全球。开放和竞争为各国通信市场带来了巨大的活力，技术创新、业务创新速度加快，竞争性业务用户数量大幅度增长。到2009年底，全球移动用户数超过30亿。

截至2009年底，全球前6大移动通信设备制造商分别为爱立信、华为、诺西、阿朗、中兴、摩托罗拉，它们占据了全球市场超过90%的份额。而其中除了华为、中兴100%在中国采购之外，其它4大制造商也在华设置了全球采购中心。

丰富的劳动力资源、相对较低的劳动力成本加上不断成熟的通信网络覆盖系统核心组件研发、生产能力，使得近年来全球6大移动系统集成商不断加大在华采购比重。值得引起重视的是，目前在华的全球6大移动系统集成商均是面向全球销售。但从整体上看，中国市场仅约占到其总收入的1/3，广阔的海外市场仍占据其收入的主要部分。

二、微波无源器件产品全球市场发展趋势

无源微波元器件技术未来发展的一个趋势是把某些有源微波元器件和一些无源微波元器件模块，如LC滤波器和微波功放等集成封装在一起，制造工艺和标准半导体生产技术的兼容性将得到近一步提高。

为了顺应不断增长的移动通讯发展和新兴的3C应用要求，片式无源微波元器件技术还将朝如高频化、低功耗、轻小化和环保化的方向发展。具体来说就是从800MHz向2GHz乃至更高的频率发展以加大信息处理量；降低滤波器插损之类的消耗以延长电池使用寿命；运用SMT和半导体器件制造技术生产0603型乃至更小的微波元器件以进一步缩小终端设备的尺寸。略……

第七节 微波无源器件产品行业投资机会

2G时代，相关市场规模在40～50亿元之间，预计未来相当长时间内，中国2G用户数量仍将保持庞大规模，重组后的三家移动运营商面对用户竞争将不断提高2G网络覆盖效果进行持续投资。同时，各移动运营商在全国范围内发展农村通信的“村村通工程”，也将增大2G网络覆盖设备的需求。保守估算，2G网络的市场容量仍将维持目前水平。

步入3G时代后，随着三家移动运营商加紧各自的3G网络建设，有望为市场带来超过50亿元的增量规模。这出自以下两方面的判断：第一，技术特性方面，由于3G的工作频率（2000MHz左右）远高于2G的工作频率（900MHz），根据无线电波的传播特性，3G信号的空间传播及穿透阻挡物的能力大大低于2G信号，因此3G网络的信号覆盖（尤其是室内覆盖）所需设备投入相对大于2G网络。第二，业务特性方面，用户对3G网络覆盖要求比2G更高。从国外3G业务的使用情况来看，室内用户更喜欢使用3G丰富的多媒体业务，良好的网络覆盖效果，特别是室内覆盖效果是3G获得成功的关键。

根据最新情况判断，通信设备业景气高涨。随着电信重组完成及3G牌照发放，2009年国内各大运营商开始加大3G设备投资，通信设备行业处景气上升周期。中国联通2009年计划投资1100亿元，较上年的705亿元大幅增长56%，其中，移动设备投资624亿元，较上年快速增长89%。中国电信2009年计划投资862亿元，其中C网投资470亿元，较上年大幅增长99%。中国移动2009年投资1337亿元，虽略低于上年水平，但其TD三期扩容投资588亿元，高于二期不足300亿元。三大运营商2009年规划总投资为3300亿元，较上年投资增长29.3%。我们认为，2010年国内电信投资可基本保持这一规模。

运营商3G业务陆续推出，中国联通竞争地位逐步强化。随着网络覆盖完善以及网络质量提升，中国电信、中国联通1-3月新增移动用户均呈逐月上升态势。中国移动新增移动用户略有放缓，受到一定程度的分流。中国移动、中国电信已相继推出3G服务，中国联通也在5月17日电信日推出3G服务。我们相信，未来在3G业务推动下，国内电信业务收入增速有望逐步回升。我们认为，随着网络升级及覆盖改善，加上WCDMA成熟的产业链，以及未来可能进一步受惠于不对称政策，未来中国联通偏弱的竞争地位有望得到改善。

第八节 微波无源器件产品行业投资热点

一、微波无源器件热点

随着全球通信市场的竞争激烈以及运营商的需求的改变，在无源器件上近两年有几个器件值得注意，其市场潜力无限，并且由于呈现出微波通信行业器件发展的一个新的方向。

目前极具市场潜力的三个无源器件分别是：

1、空腔合路器DFCU（FilterCombinerUnit）

2、多系统合路平台POI（POINTOFINTERFACE）

3、陶瓷介质滤波器

这三种产品的特点是：主要应用在基站上，且目前也只有几个大的通信公司在使用和研发生产，并处于初期批量生产的阶段，市场前景乐观。

二、浅析无源元件热点应用领域技术的发展

基于多层陶瓷技术(MLC)和低温共烧陶瓷技术 (LTCC)的新一代电子元件已经成为电子元件的主流，集成化是电子元件发展的主要方向。

1、多层陶瓷技术(MLC)

1）MLCC(多层陶瓷电容器)称雄电容器市场

MLCC是各种电子、通讯、信息、军事及航天等消费或工业用电子产品的重要组件。MLCC由于其小体积、结构紧凑、可靠性高及适于 SMT技术等优点而发展迅速。目前，电容器市场无论从数量上还是市场潜力上来看都以陶瓷电容器份额最大。全球MLCC产量随着IT产业的发展而不断增长，国内产量占全球产量的比例近年来也有较大的增长，我国已经逐渐成为世界MLCC的制造大国。

目前MLCC国际上的发展趋势是微型化、高比容、低成本、高频化、集成复合化、高可靠性的产品及工艺技术。当前MLCC需求的热点主要集中在手机、P4主板、DVD、数码相机和PS2游戏机等。手机对MLCC的要求特点是：数量大、尺寸小、质量高。在手机应用领域里，日商凭借技术上的绝对优势基本垄断市场。国内企业在手机配套实力明显不足。

2）片式陶瓷电感器：电感元件发展方向

多层片式电感类元件包括了一大类具有叠层式介质/线圈结构的新型电子元件，是电感类元件发展的方向，也是三大类无源片式元件中技术含量最高的一大类。目前，这类元件已形成了规模相当大的产业和近百亿美元的国际市场。片式电感器的主要应用领域包括移动通信、计算机、音像产品、家电、办公自动化等。大屏幕彩电等新型家电产品也是片式电感器的重要应用领域。预计在今后若干年中，随着第三代移动通信技术、数字电视、高速计算机、目前片式电感器元件发展的主要趋势是：抗电磁干扰成为片式电感类材料的主要应用领域；高感量和大功率；高频化；集成化。

3）片式微波电容器：快速渗透通信领域

陶瓷电容器除在技术上继续向小尺寸、大容量、介质薄层化方向发展外，高频化也是一个重要的发展方向。为了满足通信设备的高频化对电子元器件的强劲需求，高电流承载能力的高Q微波陶瓷电容器得到了快速发展，并已成为片式陶瓷电容器的重要的组成部分，广泛应用于包括移动通信、WLAN、卫星广播设备、医疗电 子、导弹系统、飞机雷达及导航系统等的射频/微波电路中，已成为通信终端设备向轻、薄、短、小和高频化趋势发展不可缺少的基础元器件。片式化微波电容是先进多层陶瓷技术和高品质微波介质材料相结合的产物，是一类新型的表面贴装无源陶瓷元件，它具有高载流能力、高品质因数(Q)、超低等效串联电阻(ESR)、高的串联谐振频率(SRF)等特点，可广泛应用于光通信电路、微波通信电路中。

4）压电陶瓷超声波电机：突破传统电机概念

压电陶瓷超声波电机是近二十年发展起来的一种新型电机,其技术核心是采用功能陶瓷材料的电能-机械能的信号转换功能，实现对执行部件的驱动和控制。它打破了由电磁效应获得转速和扭矩的传统电机的概念，是当代国内外热门的高新技术之一。在各类新型压电器件中，压电驱动器和压电陶瓷超声波电机是近年来发展速度最快、市场潜力巨大的一类高科技产品。压电陶瓷超声波电机的技术特点是：(1)直接驱动，无需减速机构，可实现低速下比同尺寸电磁电机更大的力矩输出。(2)不采用磁性绕组：无电磁辐射，也不受电磁场干扰。(3)低噪音操作。传统电磁电机，尤其是功率稍大一些的电机类型，在工作中会产生比较明显的电机电磁辐射噪音。而压电陶瓷超声波电机在超声频(＞20kHz)范围内工作，对于超声频噪音人是没有听觉反应的。(4)断电自锁定、静态保持力矩大，有效避免了产品在正常工作中 出现振颤、抖动等干扰现象。(5)响应快、步进精度高。(6)易小型化和薄型化，目前压电陶瓷超声波电机直径最小可到1mm。 (7)科技含量高。(8)结构设计灵活。

2、低温共烧陶瓷技术 (LTCC)

1）LTCC优点

LTCC(低温共烧陶瓷)以其优异的电学、机械、热学及工艺特性，将成为未来电子器件集成化、模块化的首选方式，在国外及我国台湾省发展迅猛，已初步形成产业雏形。利用LTCC制备片式无源集成器件和模块具有许多优点，首先，陶瓷材料具有优良的高频高Q特性；第二，使用电导率高的金属材料作为导体材料，有利于提高电路系统的品质因子；第三，可适应大电流及耐高温特性要求，并具备比普通PCB电路基板优良的热传导性；第四，可将无源组件埋入多层电路基板中，有利于提高电路的组装密度；第五，具有较好的温度特性，如较小的热膨胀系数、较小的介电常数温度系数，可以制作层数极高的电路基板，可以制作线宽小于50μm的细线结构。另外，非连续式的生产工艺允许对生坯基板进行检查，从而提高成品率，降低生产成本。

LTCC器件按其所包含的元件数量和在电路中的作用，大体可分为LTCC元件、LTCC功能器件、LTCC封装基板和LTCC模块基板。

2）国产化成为LTCC器件发展契机

国内LTCC器件的开发比国外至少落后5年。这主要是由于电子终端产品发展滞后造成的。LTCC功能器件和模块主要用于GSM、CDMA和PHS手机、无绳电话、WLAN和蓝牙等通信产品，除40多兆的无绳电话外，这几类产品在国内是近5 年才发展起来的。国内的终端产品为了尽快抢占市场，最初的设计方案大都是从国外买来的，甚至方案与元器件打包采购，其所购方案都选用了国外元器件。前几年 终端产品生产厂的主要目标是扩大市场份额，成本压力不大，无法顾及元器件国产化。随着终端产品产能过剩，价格和成本竞争将日趋激烈，元器件的国产化必将提 上议事日程，这将为国内LTCC器件的发展提供良好的市场契机。 LTCC器件的开发与生产，必须兼顾材料、设计及工艺与设备三个方面。 材料性能的要求包括电性能、热机械性能和工艺性能三方面。介电常数是LTCC材料最关健的性能。介电损耗也是射频器件设计时一个重要考虑参数，它直接与器件的损耗相关。理论上希望越小越好。介电常数的温度系数，这是决定射频器件电性能的温度稳定性的重要参数。为了保证LTCC器件的可靠性，在材料选择时还必须考虑到许多热机械性能。其中最关健的是热膨胀系数，应尽可能与其要焊接的电路板相匹配。此外，考虑到 加工及以后的应用，LTCC材料还应满足许多机械性能的要求，如弯曲强度σ、硬度Hv、表面平整度、弹性模量E及断裂韧性KIC等等。 工艺性能大体可包括如下方面：第一，能在900℃以下的温度下烧结成致密、无气孔的显微结构。第二，致密化温度不能太低，以免阻止银浆料和生带中有机物的排出。第三，加入适当有机材料后可流延成均匀、光滑、有一定强度的生带。

3）LTCC器件的开发与生产

LTCC器件的开发与生产，必须兼顾材料、设计及工艺与设备三个方面。国内目前LTCC材料基本有两个来源，一是购买国外生带，二是器件生产厂从原料开发起。这些都不利于快速、低成本的开发出LTCC器件。因为，第一种方式会增加生产成本，第二种方式会延缓器件的开发时间。目前清华大学材料系、上海硅酸盐研究所等单位正在实验室开发LTCC用陶瓷粉料，尚未到批量生产的程度。国内现在亟须开发出系列化的、最好有自主知识产权的LTCC用陶瓷粉料，专业化的生产系列化LTCC用陶瓷生带，为LTCC器件的开发奠定基础。南玻电子公司正在用进口粉料，开发出介电常数为9.1、18.0和37.4的三种生带，厚度从10μm到100μm，生带厚度系列化，介电常数半系列化，为不同设计、不同工作频率的器件开发奠定了基础。

LTCC器件的设计包括电性设计、应力设计和热设计等诸多方面，其中以电性设计最为关键。由于LTCC器件中包括多个等效分立元件，互相间耦合非常复杂，工作频率往往较高，更多的是采用电磁场而不是电路的概念。用过去的集总参数电路设计的方法是无法设计LTCC器件的。国内尚未看到有关LTCC器件电性设计的报道，这大概是制约LTCC器件开发的另一个重要因素。香港青石集成微系统公司(CiMS)长期从事微波电磁场的研究与LTCC器件的设计，颇有造诣。CiMS采用先进的电磁场模拟优化软件为南玻电子设计了多款LC滤波器和模块，取得了良好的效果。由电磁场模似设计软件可对生带和银电极的频率响应、损耗等进行定量分析，从而指导实际研发，缩短研发周期和成本。

LTCC器件的显著优点之一是其一致性好、精度高。而这完全有赖于所用材料的稳定性和工艺设备的精度。国内目前尚没有生产厂可制造与LTCC有关的成型设备。据不完全统计，国内南玻电子引进了一条完整的LTCC生产线，另外约有4家研究所已经或正在引进LTCC中试设备，开发军工用LTCC模块。略……

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