Gofynion deunydd LTCC
Mae’r gofynion ar gyfer priodweddau materol dyfeisiau LTCC yn cynnwys priodweddau trydanol, priodweddau thermomecanyddol ac eiddo proses.

Y cysonyn dielectrig yw eiddo mwyaf hanfodol deunyddiau LTCC. Gan fod uned sylfaenol y ddyfais amledd radio – mae hyd y cyseinydd mewn cyfrannedd gwrthdro â gwreiddyn sgwâr cysonyn dielectrig y deunydd, pan fo amledd gweithio’r ddyfais yn isel (fel cannoedd o MHz), os yw deunydd gyda chysondeb dielectrig isel yn cael ei ddefnyddio, y ddyfais Bydd y maint yn rhy fawr i’w ddefnyddio. Felly, mae’n well cyfresoli’r cyson dielectrig i weddu i wahanol amleddau gweithredu.

Mae colled dielectrig hefyd yn baramedr pwysig a ystyrir wrth ddylunio dyfeisiau amledd radio, ac mae’n uniongyrchol gysylltiedig â cholli’r ddyfais. Mewn theori, y lleiaf yw’r gorau. Mae cyfernod tymheredd y cyson dielectrig yn baramedr pwysig sy’n pennu sefydlogrwydd tymheredd perfformiad trydanol y ddyfais amledd radio.

Er mwyn sicrhau dibynadwyedd dyfeisiau LTCC, rhaid ystyried llawer o briodweddau thermo-fecanyddol wrth ddewis deunyddiau. Yr un mwyaf hanfodol yw cyfernod ehangu thermol, a ddylai gyd-fynd â’r bwrdd cylched i gael ei sodro cymaint â phosibl. Yn ogystal, gan ystyried prosesu a cheisiadau yn y dyfodol, dylai deunyddiau LTCC hefyd fodloni llawer o ofynion perfformiad mecanyddol, megis cryfder plygu σ, caledwch Hv, gwastadrwydd wyneb, modwlws E elastig a chaledwch torri esgyrn KIC ac ati.

“Yn gyffredinol, gall perfformiad proses gynnwys yr agweddau canlynol: Yn gyntaf, gellir ei sintro ar dymheredd is na 900 ° C i mewn i ficrostrwythur trwchus, nad yw’n fandyllog. Yn ail, ni ddylai’r tymheredd dwysáu fod yn rhy isel, er mwyn peidio ag atal gollyngiad deunydd organig yn y past arian a’r gwregys gwyrdd. Yn drydydd, ar ôl ychwanegu deunyddiau organig priodol, gellir ei daflu i mewn i dâp gwyrdd unffurf, llyfn a chryf.

Dosbarthiad deunyddiau LTCC
Ar hyn o bryd, mae deunyddiau cerameg LTCC yn cynnwys dwy system yn bennaf, sef y system “gwydr-cerameg” a’r system “gwydr + cerameg”. Gall docio ag ocsid sy’n toddi’n isel neu wydr sy’n toddi’n isel leihau tymheredd sintro deunyddiau cerameg, ond mae’r gostyngiad mewn tymheredd sintro yn gyfyngedig, a bydd perfformiad y deunydd yn cael ei niweidio i raddau amrywiol. Mae’r chwilio am ddeunyddiau cerameg â thymheredd sintro isel wedi denu sylw ymchwilwyr. Prif fathau deunyddiau o’r fath sy’n cael eu datblygu yw cyfresi bariwm tun borate (BaSn (BO3) 2), cyfresi germanate a tellurate, cyfres BiNbO4, cyfres Bi203-Zn0-Nb205, cyfres ZnO-TiO2 a deunyddiau cerameg eraill. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae grŵp ymchwil Zhou Ji ym Mhrifysgol Tsinghua wedi ymrwymo i ymchwilio yn y maes hwn.
Priodweddau deunydd LTCC
Mae perfformiad cynhyrchion LTCC yn dibynnu’n llwyr ar berfformiad y deunyddiau a ddefnyddir. Mae deunyddiau cerameg LTCC yn cynnwys deunyddiau swbstrad LTCC, deunyddiau pecynnu a deunyddiau dyfeisiau microdon yn bennaf. Cysonyn dielectrig yw eiddo mwyaf hanfodol deunyddiau LTCC. Mae’n ofynnol i’r cysonyn dielectrig gael ei gyfresoli yn yr ystod o 2 i 20000 i fod yn addas ar gyfer gwahanol amleddau gweithredu. Er enghraifft, mae swbstrad â chaniatâd cymharol o 3.8 yn addas ar gyfer dylunio cylchedau digidol cyflym; gall swbstrad â chaniatâd cymharol o 6 i 80 gwblhau dyluniad cylchedau amledd uchel yn dda; gall swbstrad sydd â chaniatâd cymharol hyd at 20,000 wneud i ddyfeisiau capasiti uchel gael eu hintegreiddio i strwythur amlhaenog. Mae amledd uchel yn duedd gymharol amlwg yn natblygiad cynhyrchion 3C digidol. Mae datblygu deunyddiau LTCC cyson dielectrig isel (ε≤10) i fodloni gofynion amledd uchel a chyflymder uchel yn her ar gyfer sut y gall deunyddiau LTCC addasu i gymwysiadau amledd uchel. Cysonyn dielectrig system 901 FerroA6 a DuPont yw 5.2 i 5.9, y 4110-70C o ESL yw 4.3 i 4.7, mae cysonyn dielectrig swbstrad LTCC NEC tua 3.9, ac mae’r cyson dielectrig mor isel â 2.5 yn cael ei ddatblygu.

Mae maint y cyseinydd mewn cyfrannedd gwrthdro â gwreiddyn sgwâr y cysonyn dielectrig, felly pan gaiff ei ddefnyddio fel deunydd dielectrig, mae’n ofynnol i’r cysonyn dielectrig fod yn fawr i leihau maint y ddyfais. Ar hyn o bryd, mae terfyn colled ultra-isel neu werth Q uwch-uchel, caniatâd cymharol (> 100) neu hyd yn oed> 150 o ddeunyddiau dielectrig yn fannau problemus ymchwil. Ar gyfer cylchedau sydd angen cynhwysedd mwy, gellir defnyddio deunyddiau â chysonyn dielectrig uchel, neu gellir rhyngosod haen deunydd dielectrig â chysonyn dielectrig mwy rhwng haen deunydd swbstrad cerameg dielectrig LTCC, a gall y cyson dielectrig fod rhwng 20 a 100. Dewiswch rhwng . Mae colled dielectrig hefyd yn baramedr pwysig i’w ystyried wrth ddylunio dyfeisiau amledd radio. Mae’n uniongyrchol gysylltiedig â cholli’r ddyfais. Mewn theori, y gobaith yw mai’r lleiaf yw’r gorau. Ar hyn o bryd, deunyddiau LTCC a ddefnyddir mewn dyfeisiau amledd radio yn bennaf yw DuPont (951,943), Ferro (A6M, A6S), Heraeus (CT700, CT800 a CT2000) a Labordai Electro-wyddoniaeth. Gallant nid yn unig ddarparu tâp cerameg gwyrdd cyfresol LTCC â chyson dielectrig, ond hefyd darparu deunyddiau gwifrau paru.

Mater poeth arall yn yr ymchwil i ddeunyddiau LTCC yw cydnawsedd deunyddiau wedi’u cyd-danio. Wrth gyd-danio gwahanol haenau dielectrig (cynwysyddion, gwrthiannau, inductances, dargludyddion, ac ati), dylid rheoli’r trylediad adwaith a rhyngwyneb rhwng gwahanol ryngwynebau i wneud paru cyd-danio pob haen dielectrig yn dda, a’r gyfradd dwysedd a sintro. crebachu rhwng yr haenau rhyngwyneb Mae’r gyfradd a’r gyfradd ehangu thermol mor gyson â phosibl i leihau nifer yr achosion o ddiffygion fel spalling, warping a cracio.

A siarad yn gyffredinol, mae cyfradd crebachu deunyddiau cerameg sy’n defnyddio technoleg LTCC tua 15-20%. Os na ellir cyfateb neu gydweddu sintro’r ddau, bydd yr haen rhyngwyneb yn hollti ar ôl sintro; os yw’r ddau ddeunydd yn adweithio ar dymheredd uchel, bydd yr haen adweithio sy’n deillio o hyn yn effeithio ar nodweddion gwreiddiol y deunyddiau priodol. Canolbwynt ymchwil yw cydweddoldeb dau ddeunydd â gwahanol gysonion a chyfansoddiadau dielectrig a sut i leihau adweithedd cilyddol. Pan ddefnyddir LTCC mewn systemau perfformiad uchel, yr allwedd i reolaeth gaeth ar yr ymddygiad crebachu yw rheoli crebachu sintering system cyd-danio LTCC. Mae crebachu system cyd-danio LTCC ar hyd cyfeiriad XY yn gyffredinol yn 12% i 16%. Gyda chymorth technoleg sintro heb bwysau neu sintro â chymorth pwysau, ceir deunyddiau sydd â chrebachu sero i’r cyfeiriad XY [17,18]. Wrth sintro, rhoddir brig a gwaelod haen gyd-danio LTCC ar ben a gwaelod haen gyd-danio LTCC fel haen rheoli crebachu. Gyda chymorth effaith bondio benodol rhwng yr haen reoli a’r amlhaenog a chyfradd crebachu llym yr haen reoli, mae ymddygiad crebachu strwythur LTCC ar hyd y cyfarwyddiadau X ac Y. yn gyfyngedig. Er mwyn gwneud iawn am golli crebachiad y swbstrad i’r cyfeiriad XY, bydd y swbstrad yn cael ei ddigolledu am grebachu i’r cyfeiriad Z. O ganlyniad, dim ond tua 0.1% yw newid maint strwythur LTCC yn y cyfarwyddiadau X ac Y, a thrwy hynny sicrhau lleoliad a chywirdeb y gwifrau a’r tyllau ar ôl sintro, a sicrhau ansawdd y ddyfais.