Патрабаванні да матэрыялаў LTCC
Патрабаванні да ўласцівасцяў матэрыялаў прылад LTCC ўключаюць электрычныя ўласцівасці, тэрмамеханічныя ўласцівасці і ўласцівасці працэсу.

Дыэлектрычная пастаянная з’яўляецца найбольш важнай уласцівасцю матэрыялаў LTCC. Паколькі асноўная адзінка радыёчастотнага прыбора-даўжыня рэзанатара зваротна прапарцыйная квадрату кораня дыэлектрычнай пастаяннай матэрыялу, калі працоўная частата прылады нізкая (напрыклад, сотні МГц), калі матэрыял з нізкай дыэлектрычнай пастаяннай, прылада Памер будзе занадта вялікім для выкарыстання. Такім чынам, лепш серыялізаваць дыэлектрычную пастаянную з улікам розных працоўных частот.

Дыэлектрычныя страты таксама з’яўляюцца важным параметрам, які разглядаецца пры распрацоўцы радыёчастотных прыбораў, і ён непасрэдна звязаны са стратай прылады. Тэарэтычна, чым менш, тым лепш. Тэмпературны каэфіцыент дыэлектрычнай пастаяннай з’яўляецца важным параметрам, які вызначае тэмпературную ўстойлівасць электрычных характарыстык радыёчастотнага прыбора.

Для таго, каб забяспечыць надзейнасць прылад LTCC, пры выбары матэрыялаў неабходна ўлічваць таксама многія тэрмамеханічныя ўласцівасці. Найбольш важным з іх з’яўляецца каэфіцыент цеплавога пашырэння, які павінен максімальна адпавядаць друкаванай плаце. Акрамя таго, улічваючы апрацоўку і будучае прымяненне, матэрыялы LTCC таксама павінны адказваць шматлікім патрабаванням да механічных характарыстык, такім як трываласць на выгіб σ, цвёрдасць Hv, плоскасць паверхні, модуль пругкасці E і трываласць разбурэння KIC і гэтак далей.

«У цэлым прадукцыйнасць працэсу можа ўключаць наступныя аспекты: па-першае, яго можна спякаць пры тэмпературы ніжэй 900 ° C у шчыльную непористую мікраструктуру. Па -другое, тэмпература ўшчыльнення не павінна быць занадта нізкай, каб не прадухіліць скід арганічных рэчываў у срэбную пасту і зялёны пояс. Па -трэцяе, пасля дадання адпаведных арганічных матэрыялаў яго можна адліваць у аднастайную, гладкую і трывалую зялёную стужку.

Класіфікацыя матэрыялаў LTCC
У цяперашні час керамічныя матэрыялы LTCC у асноўным складаюцца з двух сістэм, а менавіта сістэмы “шклокераміка” і сістэмы “шкло + кераміка”. Легаванне нізкаплаўкім аксідам або лёгкаплаўкім шклом можа знізіць тэмпературу спякання керамічных матэрыялаў, але зніжэнне тэмпературы спякання абмежавана, і характарыстыкі матэрыялу будуць пашкоджаны ў рознай ступені. Пошукі керамічных матэрыялаў з нізкай тэмпературай спякання прыцягнулі ўвагу даследчыкаў. Асноўныя разнавіднасці такіх матэрыялаў, якія распрацоўваюцца,-серыі барата алавянага барана (BaSn (BO3) 2), серыі германатаў і тэлуратаў, серыі BiNbO4, серыі Bi203-Zn0-Nb205, серыі ZnO-TiO2 і іншыя керамічныя матэрыялы. У апошнія гады даследчая група Чжоў Цзі з Універсітэта Цінхуа імкнецца да даследаванняў у гэтай галіне.
Уласцівасці матэрыялу LTCC
Прадукцыйнасць прадуктаў LTCC цалкам залежыць ад прадукцыйнасці выкарыстоўваных матэрыялаў. Керамічныя матэрыялы LTCC у асноўным уключаюць матэрыялы падкладкі LTCC, упаковачныя матэрыялы і матэрыялы для мікрахвалевай печы. Дыэлектрычная пастаянная з’яўляецца найбольш важнай уласцівасцю матэрыялаў LTCC. Дыэлектрычная пастаянная патрабуецца серыялізаваць у дыяпазоне ад 2 да 20000, каб падыходзіць для розных працоўных частот. Напрыклад, падкладка з адноснай дыэлектрычнай пранікальнасцю 3.8 падыходзіць для праектавання хуткасных лічбавых схем; падкладка з адноснай дыэлектрычнай пранікальнасцю ад 6 да 80 цалкам можа завяршыць праектаванне высокачашчынных схем; падкладка з адноснай дыэлектрычнай пранікальнасцю да 20,000 3 можа зрабіць прылады вялікай магутнасці інтэграваныя ў шматслаёвую структуру. Высокая частата – адносна відавочная тэндэнцыя развіцця лічбавых прадуктаў 10С. Распрацоўка матэрыялаў LTCC з нізкай дыэлектрычнай сталасцю (ε≤901) для задавальнення патрабаванняў высокай частоты і высокай хуткасці з’яўляецца праблемай для таго, як матэрыялы LTCC могуць адаптавацца да высокачашчынных прыкладанняў. Дыэлектрычная пастаянная сістэма 6 FerroA5.2 і DuPont складае ад 5.9 да 4110, 70-4.3C ESL ад 4.7 да 3.9, дыэлектрычная пастаянная падкладка LTCC NEC складае каля 2.5, а дыэлектрычная сталая да XNUMX знаходзіцца ў стадыі распрацоўкі.

Памер рэзанатара зваротна прапарцыйны квадрату кораня дыэлектрычнай пастаяннай, таму пры выкарыстанні ў якасці дыэлектрычнага матэрыялу дыэлектрычная пастаянная павінна быць вялікай, каб паменшыць памер прылады. У цяперашні час мяжа звышмалых страт або звышвысокага значэння Q, адноснай дыэлектрычнай пранікальнасці (> 100) ці нават> 150 дыэлектрычных матэрыялаў-гэта гарачыя кропкі даследавання. Для схем, якія патрабуюць большай ёмістасці, можна выкарыстоўваць матэрыялы з высокай дыэлектрычнай сталасцю, або пласт дыэлектрычнага матэрыялу з большай дыэлектрычнай сталай можна ўкласці паміж пластом матэрыялу керамічнай падкладкі LTCC з дыэлектрыкам, а дыэлектрычная пастаянная можа быць паміж 20 і 100. Выбірайце паміж . Дыэлектрычныя страты таксама з’яўляюцца важным параметрам, які неабходна ўлічваць пры распрацоўцы радыёчастотных прыбораў. Гэта наўпрост звязана са стратай прылады. Тэарэтычна можна спадзявацца, што чым менш, тым лепш. У цяперашні час матэрыялы LTCC, якія выкарыстоўваюцца ў радыёчастотных прыладах,-гэта ў асноўным DuPont (951,943), Ferro (A6M, A6S), Heraeus (CT700, CT800 і CT2000) і лабараторыі электранавук. Яны могуць не толькі забяспечваць серыялізаваную зялёную керамічную стужку LTCC з дыэлектрычнай сталасцю, але і забяспечваць адпаведныя матэрыялы праводкі.

Яшчэ адна гарачая праблема ў даследаванні матэрыялаў LTCC-сумяшчальнасць матэрыялаў, якія працуюць разам. Пры сумесным распальванні розных слаёў дыэлектрыкаў (кандэнсатараў, супраціўленняў, індуктыўнасцей, праваднікоў і г. ўсаджванне паміж пластамі раздзелу Хуткасць і хуткасць цеплавога пашырэння максімальна ўзгоднены, каб паменшыць з’яўленне такіх дэфектаў, як раскалыванне, скрыўленне і парэпанне.

Наогул кажучы, хуткасць ўсаджвання керамічных матэрыялаў па тэхналогіі LTCC складае каля 15-20%. Калі спяканне двух не можа быць супастаўлена або сумяшчальна, інтэрфейсны пласт падзеліцца пасля спякання; калі два матэрыялы ўступаюць у рэакцыю пры высокай тэмпературы, атрыманы рэакцыйны пласт паўплывае на зыходныя характарыстыкі адпаведных матэрыялаў. У цэнтры ўвагі даследаванняў-сумяшчальнасць двух выбухаў з рознымі дыэлектрычнымі канстантамі і кампазіцыямі і спосаб зніжэння ўзаемнай рэактыўнасці. Калі LTCC выкарыстоўваецца ў высокапрадукцыйных сістэмах, ключ да строгага кантролю паводзін усаджвання заключаецца ў кантролі ўсаджвання спекання ў сістэме сумеснага распальвання LTCC. Усадка сістэмы сумеснага запуску LTCC па кірунку XY звычайна складае ад 12% да 16%. З дапамогай тэхналогіі спякання без ціску або тэхналогіі спякання пад ціскам атрымліваюцца матэрыялы з нулявой ўсаджваннем у напрамку XY [17,18]. Пры спяканні верхняя і ніжняя частка сумесна распаленага пласта LTCC размяшчаюцца зверху і знізу слоя сумеснага абпалу LTCC у якасці пласта кантролю ўсаджвання. З дапамогай пэўнага эфекту сувязі паміж кіруючым пластом і шматслойным і строгай хуткасцю ўсаджвання кантрольнага пласта паводзіны ўсаджвання структуры LTCC уздоўж напрамкаў X і Y абмежаваныя. Для таго, каб кампенсаваць страты ўсаджвання падкладкі ў напрамку XY, падкладка будзе кампенсавана за ўсаджванне ў напрамку Z. У выніку змяненне памеру структуры LTCC у напрамках X і Y складае ўсяго каля 0.1%, што забяспечвае становішча і дакладнасць праводкі і адтулін пасля спякання, а таксама якасць прылады.