LTCC在天线中的运用

早期通信产品中的滤波器和双工器大多是大型介质滤波器和双工器。GSM和CDMA手机上的滤波器已被声表面滤波器取代或嵌入模块基板中，而PHS手机和无绳电话上的滤波器大多是由LTCC制成的LC滤波器，体积小、价格低，蓝牙和无线网卡从一开始就选用LC滤波器。LTCC构成的滤波器包括带通、高通和低通滤波器，频率范围从几十MHz到5.8GHz。LC滤波器在体积、价格和温度稳定性方面具有无可比拟的优势。不难理解，LC滤波器已经得到了广泛的重视。上述由LTCC制造的射频器件在国外和中国台湾省已有数年的历史。日本的村田、东光、TDK和双新电机、中国台湾省的华新科技和ACX以及韩国的三星都在量产和销售。中国大陆只是在2003年的展览会和网页上看到CSG电子和另一家公司开

始开发类似的产品。

电子元件的模块化已成为工业界不争的事实，尤其是LTCC。可选模块基板包括LTCC、HTCC（高温共烧陶瓷）、FR4和PTFE（高性能聚四氟乙烯）等传统PCB，HTCC的烧结温度在1500℃以上，匹配的钨、钼/锰等难熔金属导电性差，烧结收缩率不像LTCC那么容易控制。LTCC的介电损耗比rf4低一个数量级。PTFE损耗低，但绝缘性差。LTCC比大多数有机衬底材料具有更好的控制精度。没有一种有机材料可以与LTCC基板的高频性能、尺寸和成本进行综合比较。国外和我国台湾省对LTCC模块基板的研究正如火如荼地进行，各种LTCC模块已经商业化生产和应用。只有村田、三菱电工、京瓷、TDK、EPCOS、日立、AVX等十多家手机天线开关模块（ASM）制造商，另外还有NEC、村田、爱立信的蓝牙模块，日立等公司的功放模块，均采用LTCC工艺制造。LTCC模块以其结构紧凑、抗机械冲击和热冲击能力强等优点，在军事和航天装备中得到了广泛的应用。未来，它将广泛应用于汽车电子领域。

在天线中的运用

1.5g阵列天线

随着5g通信频率的提高，天线和射频模块的尺寸将更小，集成度将更高。当工作频率为≥ 30GHz，天线尺寸将减小到毫米级甚至更小。此时，天线的设计方案将由现有的单天线改为阵列天线。LTCC有望成为5g天线的核心集成技术。

2.超宽带LTCC天线

LTCC的多层贴片结构可以有效地拓宽天线的带宽，制备具有相对带宽的UWB天线≥ 20%. 同时，LTCC还可以将接收芯片和UWB天线集成到LTCC模块中，为超大规模集成电路UWB收发器的开发提供了一种单模块设计和制造方案。

3.无线/蓝牙天线

WiFi和蓝牙设备通信距离短，收发机功率低。它们对天线功率和收发器特性没有高要求，但对天线面积和PCB成本有高要求。LTCC技术有望在WiFi/Bluetooth天线中得到广泛应用。

4.GPS天线

GPS陶瓷天线分为块状陶瓷天线和多层陶瓷天线。LTCC天线属于多层陶瓷天线。随着移动通信设备的发展，GPS天线正朝着小型化、多频段、抗干扰的方向发展。利用陶瓷材料的高介电常数和高Q值，可以有效减小天线的体积；结合LTCC多层结构的特点，可以减小尺寸，保持天线带宽和增益不受影响，从而实现多频GPS天线的设计和制造。

5.多波段LTCC天线

LTCC天线可以通过各种技术手段实现天线的多频性。除了在单天线结构中加载可调电容和不同长度的分支外，LTCC多频天线通常采用多天线结构设计。所述之字形天线可以是多层叠片的形式，每层天线实现一个谐振频率；螺旋天线可以通过缠绕不同长度的螺旋线实现多螺旋结构；该贴片天线可以在不同层之间采用多个谐振贴片结构，形成多频谐振。利用LTCC天线结构的这一特点，可以设计和制造双频/多频GPS和WiFi天线。

6.射频识别天线

LTCC具有介电常数高、损耗低、性能稳定、易于实现混合集成等特点。它能够满足RFID微芯片天线的小型化和高增益要求，具有良好的全向性、阻抗匹配性和较长的读取距离等优点，使RFID的应用前景更加广阔。

7.NFC天线

用于NFC天线的铁氧体振膜通常采用LTCC技术制备。将多层流延法制备的铁氧体绿带堆叠成一定厚度的铁氧体膜片。近年来兴起的贴片NFC天线可以利用LTCC技术进行层间线圈缠绕和多层结构设计，充分利用铁氧体芯片的空间，有效减小天线尺寸。

8.集成封装天线、

封装天线技术是一种集成天线解决方案，旨在适应过去20年出现的系统级无线芯片。它集成了天线和射频收发器系统，形成一个标准的表面安装设备。LTCC是目前天线封装的主流技术方案。它可以将天线集成到天线芯片系统中，使整个系统能够获得更高的集成度，提高系统的性能，如增加增益、拓宽带宽等。