Mis on HTCC ja LTCC

Toiteseadmete, eriti kolmanda põlvkonna pooljuhtide tõusu ja kasutuselevõtuga arenevad pooljuhtseadmed järk-järgult suure võimsuse, miniaturiseerimise, integreerimise ja multifunktsionaalsuse suunas, mis seab ka kõrgemad nõuded pakendamisalustele. Keraamilistel aluspindadel on kõrge soojusjuhtivus, hea kuumakindlus, madal soojuspaisumistegur, kõrge mehaaniline tugevus, hea isolatsioon, korrosioonikindlus, kiirguskindlus jne ning neid kasutatakse laialdaselt elektroonikaseadmete pakendites.

Nende hulgas populariseeritakse järk-järgult koospõletatud mitmekihilisi keraamilisi substraate ja rakendatakse neid suure võimsusega seadmete pakendites, kuna neid saab korraga põletada elektroodide materjalide, substraatide ja elektroonikaseadmete jaoks, et saavutada kõrget integratsiooni.

Koospõletatud mitmekihilised keraamilised substraadid on valmistatud paljudest ühest tükist keraamilistest aluspindadest lamineerimise, kuumpressimise, kummide eemaldamise, paagutamise ja muude protsesside abil. Kuna kihtide arvu saab teha rohkem, on juhtmestiku tihedus suur ja ühenduste pikkus võib olla võimalikult suur. Seetõttu võib see vastata kogu elektroonilise masina nõuetele vooluahela miniatuursuse, suure tihedusega, multifunktsionaalse, suure töökindluse, suure kiiruse ja suure võimsusega.

Valmistamisprotsessi temperatuurierinevuse järgi võib koospõletatud keraamilised substraadid jagada kõrgtemperatuurse koospõletatud keraamiliste (HTCC) mitmekihiliste substraatidega ja madala temperatuuriga koospõletatud keraamiliste (LTCC) mitmekihiliste substraadidega.

a)HTCC keraamilised substraaditooted b) LTCC keraamilised substraaditooted

Mis vahe on neil kahel tehnoloogial?

Tegelikult on nende kahe tootmisprotsess põhimõtteliselt sama. Kõik need peavad läbima läga ettevalmistamise, rohelise lindi valamise, rohelise korpuse kuivatamise, aukude puurimise, siiditrükkimise ja aukude täitmise, siiditrükiahelad, lamineerimise paagutamise ning lõpuks viilutamise ja muud järeltöötluse ettevalmistustööd. protsessi. HTCC tehnoloogia on aga kaaspõletustehnoloogia, mille paagutamistemperatuur on üle 1000 kraadi. Tavaliselt toimub eemaldamistöötlus temperatuuril alla 900 kraadi ja seejärel paagutatakse kõrgemal temperatuuril 1650–1850 kraadi. Võrreldes HTCC-ga on LTCC-l madalam paagutamistemperatuur, üldiselt madalam kui 950 kraadi. Kõrge paagutamistemperatuuri, tohutu energiatarbimise ja HTCC substraatide piiratud metalljuhtmaterjalide puuduste tõttu on LTCC tehnoloogia väljatöötamist edendatud.

Tüüpiline mitmekihilise keraamilise substraadi tootmisprotsess

Paagutamistemperatuuri erinevus mõjutab esmalt materjalide valikut, mis omakorda mõjutab valmistatud toodete omadusi, mille tulemusel sobivad need kaks toodet erinevatele kasutussuundadele.

HTCC substraatide kõrge põlemistemperatuuri tõttu ei saa kasutada madala sulamistemperatuuriga metallmaterjale, nagu kuld, hõbe ja vask. Kasutada tuleb tulekindlaid metallmaterjale, nagu volfram, molübdeen ja mangaan. Tootmiskulud on kõrged ja nende materjalide elektrijuhtivus on madal, mis põhjustab signaali viivitust. ja muud defektid, mistõttu see ei sobi kiirete või kõrgsageduslike mikrokoostatud vooluringide substraatide jaoks. Kuid materjali kõrgema paagutamistemperatuuri tõttu on sellel suurem mehaaniline tugevus, soojusjuhtivus ja keemiline stabiilsus. Samal ajal on selle eelisteks laiad materjaliallikad, madal hind ja suur juhtmestihedus. , Suure võimsusega pakendiväljal, millel on kõrgem soojusjuhtivus, tihendus ja töökindlus, on rohkem eeliseid.

LTCC substraat on mõeldud paagutamistemperatuuri vähendamiseks, lisades keraamilisele suspensioonile amorfset klaasi, kristalliseerunud klaasi, madala sulamistemperatuuriga oksiidi ja muid materjale. Juhtmaterjalina saab kasutada kõrge elektrijuhtivuse ja madala sulamistemperatuuriga metalle nagu kuld, hõbe ja vask. See mitte ainult ei vähenda kulusid, vaid saavutab ka hea jõudluse. Tänu klaaskeraamika madalale dielektrilisele konstandile ning kõrgele sagedusele ja väikesele kaduvõimele sobib see väga hästi kasutamiseks raadiosagedus-, mikrolaine- ja millimeeterlaineseadmetes. Kuid tänu keraamilisele suspensioonile klaasmaterjalide lisamisel on substraadi soojusjuhtivus madal ja madalam paagutamistemperatuur muudab selle mehaanilise tugevuse halvemaks kui HTCC substraadil.

Seetõttu on erinevus HTCC ja LTCC vahel ikkagi jõudluses kompromisside olukord. Igal neist on oma eelised ja puudused ning sobivad tooted tuleb valida vastavalt konkreetsetele kasutustingimustele.

Erinevus HTCC ja LTCC vahel

Lühidalt öeldes mängivad HTCC substraadid küpse tehnoloogia ja odavate dielektriliste materjalide eeliste tõttu pikka aega elektroonilises pakendis suurt rolli. Selle looduslikud eelised on silmatorkavamad ja see sobib paremini kõrgsageduse, suure kiiruse ja suure võimsuse arengutrendiks. Erinevatel alusmaterjalidel on aga omad plussid ja miinused. Erinevate rakendusahelate nõuete tõttu on ka alusmaterjalide jõudlusnõuded erinevad. Seetõttu eksisteerivad ja arenevad koos mitmesugused alusmaterjalid pikka aega koos.