LTCC material tələbləri
LTCC cihazlarının material xüsusiyyətlərinə olan tələblərə elektrik xüsusiyyətləri, termomekanik xüsusiyyətlər və proses xüsusiyyətləri daxildir.

Dielektrik sabit LTCC materiallarının ən kritik xüsusiyyətidir. Radio tezlik cihazının əsas vahidi-rezonatorun uzunluğu, materialın dielektrik sabitinin kvadrat kökü ilə tərs mütənasib olduqda, cihazın iş tezliyi aşağı olduqda (məsələn, yüzlərlə MHz), bir material aşağı dielektrik sabit istifadə edildikdə, cihaz Ölçüsü istifadə etmək üçün çox böyük olacaq. Buna görə də, dielektrik sabitini fərqli işləmə tezliklərinə uyğun olaraq seriyalaşdırmaq daha yaxşıdır.

Dielektrik itkisi də radio tezliyi cihazlarının dizaynında nəzərə alınan əhəmiyyətli bir parametrdir və bu cihazın itkisi ilə birbaşa əlaqəlidir. Teorik olaraq, nə qədər kiçik olsa, bir o qədər yaxşıdır. Dielektrik sabitinin temperatur əmsalı, radio tezliyi cihazının elektrik performansının temperatur sabitliyini təyin edən vacib bir parametrdir.

LTCC cihazlarının etibarlılığını təmin etmək üçün material seçərkən bir çox termo-mexaniki xüsusiyyətlər də nəzərə alınmalıdır. Ən kritik olanı, mümkün qədər lehimlənəcək dövrə lövhəsinə uyğun gəlməli olan istilik genişləndirmə əmsalıdır. Əlavə olaraq, emal və gələcək tətbiqləri nəzərə alaraq, LTCC materialları əyilmə gücü σ, sərtlik Hv, səth düzlüyü, elastik modul E və sınıq tokluğu KIC və s. Kimi bir çox mexaniki performans tələblərinə cavab verməlidir.

“Proses performansı ümumiyyətlə aşağıdakı aspektləri əhatə edə bilər: Birincisi, 900 ° C-dən aşağı bir temperaturda sıx, gözeneksiz bir mikro quruluşa sinterlənə bilər. İkincisi, gümüş pastası və yaşıl kəmərdə üzvi maddələrin axıdılmasının qarşısını almaq üçün sıxlaşma temperaturu çox aşağı olmamalıdır. Üçüncüsü, uyğun üzvi materiallar əlavə edildikdən sonra vahid, hamar və güclü yaşıl lentə tökülə bilər.

LTCC materiallarının təsnifatı
Hal-hazırda, LTCC keramika materialları əsasən iki sistemdən ibarətdir: “şüşə-keramika” sistemi və “şüşə + keramika” sistemi. Az əriyən oksid və ya az əriyən şüşə ilə dopinq etmək, keramika materiallarının sinterləmə temperaturunu azalda bilər, lakin sinterləmə temperaturunun azalması məhduddur və materialın performansı müxtəlif dərəcələrdə zədələnəcəkdir. Aşağı sinterləmə temperaturu olan keramika materiallarının axtarışı tədqiqatçıların diqqətini çəkdi. Hazırlanan bu cür materialların əsas növləri barium qalay borat (BaSn (BO3) 2) seriyası, germanat və tellurat seriyası, BiNbO4 seriyası, Bi203-Zn0-Nb205 seriyası, ZnO-TiO2 seriyası və digər keramika materiallarıdır. Son illərdə Zhou Ji’nin Tsinghua Universitetindəki araşdırma qrupu bu sahədə araşdırma aparmağa qərarlıdır.
LTCC material xüsusiyyətləri
LTCC məhsullarının performansı tamamilə istifadə olunan materialların performansından asılıdır. LTCC keramika materiallarına əsasən LTCC substrat materialları, qablaşdırma materialları və mikrodalğalı cihaz materialları daxildir. Dielektrik sabit LTCC materiallarının ən kritik xüsusiyyətidir. Dielektrik sabitinin fərqli işləmə tezliklərinə uyğun olması üçün 2 ilə 20000 aralığında seriallaşdırılması tələb olunur. Məsələn, nisbi keçiriciliyi 3.8 olan bir substrat yüksək sürətli rəqəmsal sxemlərin dizaynı üçün uyğundur; nisbi keçiriciliyi 6 ilə 80 arasında olan bir substrat yüksək tezlikli sxemlərin dizaynını yaxşı tamamlaya bilər; nisbi keçiriciliyi 20,000-ə qədər olan bir substrat, yüksək tutumlu cihazları çox qatlı bir quruluşa birləşdirə bilər. Yüksək tezlik, rəqəmsal 3C məhsullarının inkişafında nisbətən açıq bir tendensiyadır. Yüksək tezlik və yüksək sürət tələblərinə cavab vermək üçün aşağı dielektrik sabit (ε≤10) LTCC materiallarının hazırlanması, LTCC materiallarının yüksək tezlikli tətbiqlərə necə uyğunlaşa biləcəyi üçün bir problemdir. 901 FerroA6 və DuPont sisteminin dielektrik sabitliyi 5.2 ilə 5.9, ESL-in 4110-70C’si 4.3 ilə 4.7, NEC-in LTCC substratının dielektrik sabitliyi təxminən 3.9, 2.5-dən aşağı olan dielektrik sabitinin inkişafı mərhələsindədir.

Rezonatorun ölçüsü dielektrik sabitinin kvadrat kökü ilə tərs mütənasibdir, buna görə də dielektrik material kimi istifadə edildikdə cihazın ölçüsünü azaltmaq üçün dielektrik sabitinin böyük olması tələb olunur. Hal-hazırda, ultra aşağı itki və ya həddindən artıq yüksək Q dəyəri, nisbi keçiricilik (> 100) və ya hətta> 150 dielektrik materialların həddi tədqiqat nöqtələridir. Daha böyük tutum tələb edən sxemlər üçün yüksək dielektrik sabitliyi olan materiallar istifadə edilə bilər və ya daha böyük dielektrik sabitliyi olan dielektrik material təbəqəsi LTCC dielektrik keramika substrat material təbəqəsi arasında sıxışdırıla bilər və dielektrik sabit 20 ilə 100 arasında ola bilər. . Dielektrik itkisi də radio tezliyi cihazlarının dizaynında nəzərə alınması vacib bir parametrdir. Bu birbaşa cihazın itirilməsi ilə əlaqədardır. Teorik olaraq, nə qədər kiçik olsa, bir o qədər yaxşıdır. Hal-hazırda radio tezlik cihazlarında istifadə olunan LTCC materialları əsasən DuPont (951,943), Ferro (A6M, A6S), Heraeus (CT700, CT800 və CT2000) və Elektro-elm Laboratoriyalardır. Yalnız dielektrik sabitliyi olan seriyalı LTCC yaşıl keramika lentini təmin edə bilməz, həm də uyğun kabel materialları təmin edə bilərlər.

LTCC materiallarının araşdırılmasında başqa bir qaynar mövzu, birlikdə yanan materialların uyğunluğudur. Fərqli dielektrik təbəqələri (kondansatörler, müqavimətlər, endüktanslar, keçiricilər və s.) Birgə atəşə tutarkən, hər bir dielektrik təbəqənin birgə atəşə uyğunluğunu və sıxlıq nisbətini və sinterlənməsini yaxşı hala gətirmək üçün fərqli interfeyslər arasındakı reaksiya və interfeys diffuziyasına nəzarət edilməlidir. interfeys təbəqələri arasında büzülmə Sürət və termal genişlənmə dərəcəsi, dağılma, əyilmə və çatlama kimi qüsurların meydana gəlməsini azaltmaq üçün mümkün qədər ardıcıldır.

Ümumiyyətlə, LTCC texnologiyasından istifadə edən keramika materiallarının büzülmə nisbəti təxminən 15-20%-dir. İkisinin sinterlənməsi uyğun gəlmirsə və ya uyğun gəlmirsə, sinterləndikdən sonra interfeys təbəqəsi parçalanacaq; iki material yüksək temperaturda reaksiya verərsə, meydana gələn reaksiya təbəqəsi müvafiq materialların orijinal xüsusiyyətlərinə təsir edər. Fərqli dielektrik sabitləri və kompozisiyaları olan iki materialın birgə atəşə tutulması və qarşılıqlı reaktivliyin necə azaldılması tədqiqatın mərkəzindədir. LTCC yüksək performanslı sistemlərdə istifadə edildikdə, büzülmə davranışının ciddi nəzarətinin açarı, LTCC birgə atəş sisteminin sintering büzülməsini nəzarət etməkdir. XY istiqaməti boyunca LTCC birgə atəş sisteminin daralması ümumiyyətlə 12% -dən 16% -ə qədərdir. Təzyiqsiz sinterləmə və ya təzyiq köməyi ilə sinterləmə texnologiyasının köməyi ilə XY istiqamətində sıfır büzülmə ilə materiallar əldə edilir [17,18]. Sinterləmə zamanı LTCC yanan təbəqənin yuxarı və aşağı hissəsi büzülmə nəzarət təbəqəsi olaraq LTCC yanan təbəqənin yuxarı və aşağı hissələrinə yerləşdirilir. Nəzarət təbəqəsi ilə çox qatlı və nəzarət qatının ciddi büzülmə dərəcəsi arasında müəyyən bir bağlama effektinin köməyi ilə LTCC quruluşunun X və Y istiqamətləri boyunca büzülmə davranışı məhdudlaşdırılır. Substratın XY istiqamətindəki büzülmə itkisini kompensasiya etmək üçün substrat Z istiqamətindəki büzülmə üçün kompensasiya ediləcək. Nəticədə, X və Y istiqamətlərindəki LTCC quruluşunun ölçü dəyişikliyi cəmi 0.1%-dir, beləliklə tellərin və deliklərin sinterlənməsindən sonra mövqeyini və dəqiqliyini təmin edir və cihazın keyfiyyətini təmin edir.