Co to jest HTCC i LTCC

Wraz z rozwojem i zastosowaniem urządzeń energetycznych, zwłaszcza półprzewodników trzeciej generacji, urządzenia półprzewodnikowe stopniowo rozwijają się w kierunku dużej mocy, miniaturyzacji, integracji i wielofunkcyjności, co również stawia wyższe wymagania dotyczące wydajności podłoży opakowaniowych. Podłoża ceramiczne mają cechy wysokiej przewodności cieplnej, dobrej odporności na ciepło, niskiego współczynnika rozszerzalności cieplnej, wysokiej wytrzymałości mechanicznej, dobrej izolacji, odporności na korozję, odporności na promieniowanie itp.

Wśród nich współpalone wielowarstwowe podłoża ceramiczne są stopniowo popularyzowane i stosowane w opakowaniach urządzeń o dużej mocy, ponieważ mogą być wypalane jednocześnie w celu uzyskania materiałów elektrodowych, podłoży i urządzeń elektronicznych w celu osiągnięcia wysokiej integracji.

Współpalone wielowarstwowe podłoża ceramiczne są wykonane z wielu jednoczęściowych podłoży ceramicznych poprzez laminowanie, prasowanie na gorąco, odgumowanie, spiekanie i inne procesy. Ponieważ liczba warstw może być większa, gęstość okablowania jest wysoka, a długość połączenia może wynosić jak najwięcej. Dlatego może spełnić wymagania całej maszyny elektronicznej do miniaturyzacji obwodów, wysokiej gęstości, wielofunkcyjności, wysokiej niezawodności, dużej prędkości i dużej mocy.

Zgodnie z różnicą temperatur w procesie przygotowania, współwpalane podłoża ceramiczne można podzielić na wysokotemperaturowe podłoża ceramiczne współpalone (HTCC) i niskotemperaturowe podłoże ceramiczne współpalone (LTCC) wielowarstwowe.

a) Produkty z podłoża ceramicznego HTCC (b) Produkty z podłoży ceramicznych LTCC

Jaka jest więc różnica między tymi dwiema technologiami?

W rzeczywistości proces produkcji tych dwóch jest w zasadzie taki sam. Wszystkie muszą przejść przez przygotowanie zawiesiny, odlewanie zielonej taśmy, suszenie zielonego korpusu, wiercenie przez otwory, sitodruk i wypełnianie otworów, obwody sitodruku, spiekanie laminowania, a na koniec krojenie i inne preparaty do obróbki końcowej. proces. Jednak technologia HTCC jest technologią współspalania o temperaturze spiekania wyższej niż 1000 °C. Zwykle obróbkę debindującą wykonuje się w temperaturze poniżej 900 °C, a następnie spieka w środowisku o wyższej temperaturze od 1650 do 1850 °C. W porównaniu z HTCC, LTCC ma niższą temperaturę spiekania, zwykle niższą niż 950 °C. Ze względu na wady wysokiej temperatury spiekania, ogromnego zużycia energii i ograniczonych materiałów metalowych na podłożach HTCC, promowano rozwój technologii LTCC.

Typowy wielowarstwowy proces produkcji podłoża ceramicznego

Różnica w temperaturze spiekania najpierw wpływa na wybór materiałów, co z kolei wpływa na właściwości przygotowanych produktów, w wyniku czego oba produkty są odpowiednie dla różnych kierunków aplikacji.

Ze względu na wysoką temperaturę wypalania podłoży HTCC nie można stosować materiałów metalowych o niskiej temperaturze topnienia, takich jak złoto, srebro i miedź. Należy stosować ogniotrwałe materiały metalowe, takie jak wolfram, molibden i mangan. Koszt produkcji jest wysoki, a przewodność elektryczna tych materiałów jest niska, co spowoduje opóźnienie sygnału. i inne wady, więc nie nadaje się do podłoży obwodów o dużej prędkości lub wysokiej częstotliwości. Jednak ze względu na wyższą temperaturę spiekania materiału ma wyższą wytrzymałość mechaniczną, przewodność cieplną i stabilność chemiczną. Jednocześnie ma zalety szerokich źródeł materiału, niskich kosztów i wysokiej gęstości okablowania. , Pole opakowań o dużej mocy o wyższych wymaganiach dotyczących przewodności cieplnej, uszczelnień i niezawodności ma więcej zalet.

Podłoże LTCC ma obniżyć temperaturę spiekania poprzez dodanie do zawiesiny ceramicznej szkła amorficznego, szkła krystalizowanego, tlenku o niskiej temperaturze topnienia i innych materiałów. Metale takie jak złoto, srebro i miedź o wysokiej przewodności elektrycznej i niskiej temperaturze topnienia mogą być stosowane jako materiały przewodzące. Nie tylko obniża koszty, ale także uzyskuje dobrą wydajność. A ze względu na niską stałą dielektryczną i wysoką częstotliwość oraz niską wydajność strat ceramiki szklanej, jest bardzo odpowiedni do stosowania w urządzeniach o częstotliwości radiowej, mikrofalowych i falach milimetrowych. Jednak ze względu na dodanie materiałów szklanych do zawiesiny ceramicznej przewodność cieplna podłoża będzie niska, a niższa temperatura spiekania sprawia, że jego wytrzymałość mechaniczna jest gorsza od wytrzymałości podłoża HTCC.

W związku z tym różnica między HTCC i LTCC jest nadal sytuacją kompromisów w wydajności. Każdy ma swoje zalety i wady i konieczne jest wybranie odpowiednich produktów zgodnie z określonymi warunkami aplikacji.

Różnica HTCC i LTCC

Krótko mówiąc, podłoża HTCC będą odgrywać ważną rolę w opakowaniach elektronicznych przez długi czas ze względu na zalety dojrzałej technologii i tanich materiałów dielektrycznych. Jego naturalne zalety będą bardziej widoczne i jest bardziej odpowiedni dla trendu rozwojowego wysokiej częstotliwości, dużej prędkości i dużej mocy. Jednak różne materiały podłoża mają swoje zalety i wady. Ze względu na różne wymagania dotyczące obwodu aplikacji, wymagania dotyczące wydajności materiałów podłoża są również różne. Dlatego różne materiały podłoża będą współistnieć i rozwijać się razem przez długi czas.