Kas ir HTCC un LTCC

Pieaugot un pielietojot jaudas ierīces, īpaši trešās paaudzes pusvadītājus, pusvadītāju ierīces pakāpeniski attīstās lieljaudas, miniaturizācijas, integrācijas un daudzfunkciju virzienā, kas arī izvirza augstākas prasības iepakojuma substrātu veiktspējai. Keramikas pamatnēm ir augsta siltumvadītspēja, laba karstumizturība, zems termiskās izplešanās koeficients, augsta mehāniskā izturība, laba izolācija, izturība pret koroziju, starojuma izturība utt., un tos plaši izmanto elektronisko ierīču iepakojumā.

Tostarp vairāku slāņu keramikas substrāti tiek pakāpeniski popularizēti un izmantoti lieljaudas ierīču iepakojumā, jo tos var vienlaikus apdedzināt elektrodu materiāliem, substrātiem un elektroniskām ierīcēm, lai panāktu augstu integrāciju.

Daudzslāņu keramikas pamatnes, kas tiek apdedzinātas, tiek izgatavotas no daudziem viengabala keramikas substrātiem, izmantojot laminēšanu, karsto presēšanu, attīrīšanu, saķepināšanu un citus procesus. Tā kā slāņu skaitu var palielināt, vadu blīvums ir augsts, un starpsavienojuma garums var būt pēc iespējas lielāks. Tāpēc tas var atbilst visas elektroniskās iekārtas prasībām ķēdes miniaturizācijai, augsta blīvuma, daudzfunkciju, augsta uzticamības, liela ātruma un lielas jaudas prasībām.

Atbilstoši temperatūras atšķirībām sagatavošanas procesā līdzdedzes keramikas substrātus var iedalīt augstas temperatūras līdzdedzes keramikas (HTCC) daudzslāņu substrātos un zemas temperatūras līdzdedzes keramikas (LTCC) daudzslāņu substrātos.

a)HTCC keramikas substrāta izstrādājumi; b) LTCC keramikas substrāta izstrādājumi

Tātad, kāda ir atšķirība starp šīm divām tehnoloģijām?

Faktiski abu ražošanas process būtībā ir vienāds. Visiem tiem ir jāiziet vircas sagatavošana, zaļās lentes liešana, zaļā korpusa žāvēšana, caurumu urbšana, sietspiede un caurumu iepildīšana, sietspiedes shēmas, laminēšanas saķepināšana un visbeidzot sagriešana un citi pēcapstrādes sagatavošanas darbi. process. Tomēr HTCC tehnoloģija ir līdzdedzināšanas tehnoloģija ar saķepināšanas temperatūru, kas pārsniedz 1000 grādus. Parasti atdalīšanas apstrādi veic temperatūrā, kas zemāka par 900 grādiem, un pēc tam saķepina augstākā temperatūrā no 1650 līdz 1850 grādiem. Salīdzinot ar HTCC, LTCC ir zemāka saķepināšanas temperatūra, parasti zemāka par 950 grādiem. Tā kā trūkumi ir augstā saķepināšanas temperatūra, milzīgs enerģijas patēriņš un ierobežots metāla vadītāju materiāls uz HTCC pamatnēm, ir veicināta LTCC tehnoloģijas attīstība.

Tipisks daudzslāņu keramikas substrāta ražošanas process

Saķepināšanas temperatūras atšķirība vispirms ietekmē materiālu izvēli, kas savukārt ietekmē sagatavoto produktu īpašības, kā rezultātā abi produkti ir piemēroti dažādiem lietošanas virzieniem.

HTCC substrātu augstās apdedzināšanas temperatūras dēļ nevar izmantot metāliskus materiālus ar zemu kušanas temperatūru, piemēram, zeltu, sudrabu un varu. Jāizmanto ugunsizturīgi metāla materiāli, piemēram, volframs, molibdēns un mangāns. Ražošanas izmaksas ir augstas, un šo materiālu elektriskā vadītspēja ir zema, kas izraisīs signāla aizkavēšanos. un citi defekti, tāpēc tas nav piemērots ātrgaitas vai augstfrekvences mikrosamontētām ķēdes substrātiem. Tomēr materiāla augstākas saķepināšanas temperatūras dēļ tam ir augstāka mehāniskā izturība, siltumvadītspēja un ķīmiskā stabilitāte. Tajā pašā laikā tam ir priekšrocības, ko sniedz plaši materiālu avoti, zemas izmaksas un augsts vadu blīvums. , Lieljaudas iepakojuma laukam ar augstāku siltumvadītspēju, blīvējuma un uzticamības prasībām ir vairāk priekšrocību.

LTCC substrātam ir jāsamazina saķepināšanas temperatūra, pievienojot keramikas vircai amorfu stiklu, kristalizētu stiklu, oksīdu ar zemu kušanas temperatūru un citus materiālus. Kā vadošus materiālus var izmantot tādus metālus kā zelts, sudrabs un varš ar augstu elektrovadītspēju un zemu kušanas temperatūru. Tas ne tikai samazina izmaksas, bet arī nodrošina labu veiktspēju. Stikla keramikas zemās dielektriskās konstantes un augstas frekvences un zemo zudumu veiktspējas dēļ tas ir ļoti piemērots lietošanai radiofrekvenču, mikroviļņu un milimetru viļņu ierīcēs. Tomēr, pateicoties stikla materiālu pievienošanai keramikas vircai, substrāta siltumvadītspēja būs zema, un zemāka saķepināšanas temperatūra arī padara tās mehānisko izturību zemāku par HTCC substrāta izturību.

Tāpēc atšķirība starp HTCC un LTCC joprojām ir kompromisu situācija veiktspējā. Katram no tiem ir savas priekšrocības un trūkumi, un ir nepieciešams izvēlēties piemērotus produktus atbilstoši konkrētiem lietošanas apstākļiem.

Atšķirība HTCC un LTCC

Īsāk sakot, HTCC substrātiem būs liela nozīme elektroniskajā iepakojumā ilgu laiku, pateicoties nobriedušās tehnoloģijas un lētu dielektrisko materiālu priekšrocībām. Tā dabiskās priekšrocības būs pamanāmākas, un tas ir vairāk piemērots augstas frekvences, liela ātruma un lielas jaudas attīstības tendencei. Tomēr dažādiem substrātu materiāliem ir savas priekšrocības un trūkumi. Atšķirīgo pielietojuma ķēdes prasību dēļ arī substrāta materiālu veiktspējas prasības ir atšķirīgas. Tāpēc dažādi substrāta materiāli līdzās pastāvēs un attīstīsies kopā ilgu laiku.