LTCC-materialaj postuloj

LTCC-materialaj postuloj
La postuloj por materialaj ecoj de LTCC-aparatoj inkluzivas elektrajn ecojn, termomekanikajn ecojn kaj procezajn ecojn.

La dielektrika konstanto estas la plej kritika propraĵo de LTCC-materialoj. Ekde la baza unuo de la radiofrekvenca aparato – la longo de la resonilo estas inverse proporcia al la kvadrata radiko de la dielektrika konstanto de la materialo, kiam la laborfrekvenco de la aparato estas malalta (kiel centoj da MHz), se materialo kun malalta dielektrika konstanto estas uzata, la aparato La grandeco estos tro granda por uzi. Tial, estas plej bone seriigi la dielektrikan konstanton por konveni malsamajn operaciajn oftecojn.

Dielektrika perdo ankaŭ estas grava parametro konsiderata en la projektado de radiofrekvencaj aparatoj, kaj ĝi rekte rilatas al la perdo de la aparato. Teorie ju pli malgranda des pli bone. La temperatura koeficiento de la dielektrika konstanto estas grava parametro, kiu determinas la temperaturan stabilecon de la elektra agado de la radiofrekvenca aparato.

Por certigi la fidindecon de LTCC-aparatoj, multaj termomekanikaj ecoj ankaŭ devas esti konsiderataj kiam vi elektas materialojn. La plej kritika estas la koeficiento de termika ekspansio, kiu devas kongrui kun la lutinda cirkvito kiel eble plej multe. Krome, konsiderante prilaboradon kaj estontajn aplikojn, LTCC-materialoj ankaŭ devas plenumi multajn mekanikajn agadpostulojn, kiel fleksa forto σ, malmoleco Hv, surfaca ebenaĵo, elasta modulo E kaj rompa forteco KIC ktp.

“Proceza agado ĝenerale povas inkluzivi jenajn aspektojn: Unue, ĝi povas esti sintrita je temperaturo sub 900 ° C en densan neporan mikrostrukturon. Due, la densiga temperaturo ne estu tro malalta, por ne malebligi elfluon de organika materio en la arĝenta pasto kaj la verda zono. Trie, post aldono de taŭgaj organikaj materialoj, ĝi povas esti enĵetita en unuforman, glatan kaj fortan verdan bendon.

Klasifiko de LTCC-materialoj
Nuntempe ceramikaj materialoj LTCC ĉefe konsistas el du sistemoj, nome la sistemo “vitro-ceramika” kaj la sistemo “vitro + ceramika”. Dopado kun malmulte fandiĝanta oksido aŭ malmulte fandanta vitro povas redukti la sintran temperaturon de ceramikaj materialoj, sed la redukto de sintrema temperaturo estas limigita, kaj la agado de la materialo difektiĝos laŭ diversaj gradoj. La serĉo pri ceramikaj materialoj kun malalta sintrema temperaturo altiris la atenton de esploristoj. La ĉefaj specoj de tiaj materialoj disvolvataj estas serioj de baria stana borato (BaSn (BO3) 2), serioj de germanato kaj telurato, serioj BiNbO4, serioj Bi203-Zn0-Nb205, serioj ZnO-TiO2 kaj aliaj ceramikaj materialoj. En la lastaj jaroj la esplora grupo de Zhou Ji en la universitato Tsinghua sin okupas pri esplorado en ĉi tiu areo.
LTCC-materialaj ecoj
La agado de LTCC-produktoj dependas tute de la agado de la uzataj materialoj. LTCC-ceramikaj materialoj ĉefe inkluzivas LTCC-substratajn materialojn, pakajn materialojn kaj mikroondajn aparatajn materialojn. Dielektrika konstanto estas la plej kritika propraĵo de LTCC-materialoj. La dielektrika konstanto devas esti seriigita en la gamo de 2 ĝis 20000 por esti taŭga por malsamaj operaciaj frekvencoj. Ekzemple, substrato kun relativa permitiveco de 3.8 taŭgas por la projektado de altrapidaj ciferecaj cirkvitoj; substrato kun relativa permitiveco de 6 ĝis 80 povas bone kompletigi la projektadon de altfrekvencaj cirkvitoj; substrato kun relativa permitiveco ĝis 20,000 povas fari Altkapacitajn aparatojn integriĝas en plurtavola strukturo. Altfrekvenco estas relative evidenta tendenco en la disvolviĝo de ciferecaj 3C-produktoj. La disvolviĝo de malaltaj dielektrikaj konstantaj (ε≤10) LTCC-materialoj por plenumi la postulojn de alta ofteco kaj alta rapido estas defio por kiel LTCC-materialoj povas adaptiĝi al altfrekvencaj aplikoj. La dielektrika konstanto de la 901-sistemo de FerroA6 kaj DuPont estas 5.2 ĝis 5.9, la 4110-70C de ESL estas 4.3 ĝis 4.7, la dielektrika konstanto de la LTCC-substrato de NEC estas ĉirkaŭ 3.9, kaj la dielektrika konstanto ĝis 2.5 estas sub evoluo.

La grandeco de la resonilo estas inverse proporcia al la kvadrata radiko de la dielektrika konstanto, do kiam uzata kiel dielektrika materialo, la dielektrika konstanto devas esti granda por redukti la aparatan grandecon. Nuntempe la limo de ultra-malalta perdo aŭ ultra-alta Q-valoro, relativa permitiveco (> 100) aŭ eĉ> 150 dielektrikaj materialoj estas esplorpunktoj. Por cirkvitoj postulantaj pli grandan kapaciton, materialoj kun alta dielektrika konstanto povas esti uzataj, aŭ dielektrika materiala tavolo kun pli granda dielektrika konstanto povas esti interŝanĝita inter la LTCC-dielektrika ceramika substrata materiala tavolo, kaj la dielektrika konstanto povas esti inter 20 kaj 100. Elektu inter . Dielektrika perdo ankaŭ estas grava parametro konsiderinda en la projektado de radiofrekvencaj aparatoj. Ĝi rekte rilatas al la perdo de la aparato. Teorie oni esperas, ke ju pli malgranda des pli bone. Nuntempe LTCC-materialoj uzataj en radiofrekvencaj aparatoj estas ĉefe DuPont (951,943), Ferro (A6M, A6S), Heraeus (CT700, CT800 kaj CT2000) kaj Elektro-sciencaj Laboratorioj. Ili povas ne nur provizi seriigitan LTCC-verdan ceramikan bendon kun dielektrika konstanto, sed ankaŭ provizi kongruajn kablajn materialojn.

Alia varma afero en la esplorado de LTCC-materialoj estas la kongruo de ko-pafitaj materialoj. Kiam oni pafas diversajn dielektrikajn tavolojn (kondensiloj, rezistancoj, induktancoj, kondukiloj, ktp.), La reago kaj interfaca disvastigo inter malsamaj interfacoj devas esti kontrolita por fari la kunpafan kongruadon de ĉiu dielektrika tavolo bona, kaj la densecan rapidon kaj sintradon. ŝrumpado inter la interfacaj tavoloj La rapideco kaj termika ekspansia rapideco estas laŭeble konsekvencaj por redukti la aperon de difektoj kiel splitiĝo, varpado kaj krakado.

Ĝenerale dirite, la ŝrumpa rapideco de ceramikaj materialoj per LTCC-teknologio estas ĉirkaŭ 15-20%. Se la sintrado de la du ne povas esti egalita aŭ kongrua, la interfaca tavolo dividiĝos post sintrado; se la du materialoj reagas al alta temperaturo, la rezulta reaga tavolo influos la originalajn karakterizaĵojn de la respektivaj materialoj. La kunfunkciiga kongrueco de du materialoj kun malsamaj dielektrikaj konstantoj kaj komponaĵoj kaj kiel redukti la reciprokan reagemon estas la fokuso de esplorado. Kiam LTCC estas uzata en alt-efikaj sistemoj, la ŝlosilo al strikta kontrolo de la ŝrumpa konduto estas kontroli la sintrian ŝrumpadon de la LTCC-pafita sistemo. La ŝrumpado de la LTCC-ko-pafita sistemo laŭ la XY-direkto estas ĝenerale 12% ĝis 16%. Kun la helpo de senprema sintrado aŭ premsistema sinteriga teknologio, materialoj kun nula ŝrumpado en la direkto XY estas akiritaj [17,18]. Dum sintrado, la pinto kaj fundo de la LTCC-ko-pafita tavolo estas metitaj sur la pinton kaj fundon de la LTCC-ko-pafita tavolo kiel ŝrumpa kontroltavolo. Kun la helpo de certa liga efiko inter la kontroltavolo kaj la multtavolo kaj la strikta ŝrumpa rapideco de la kontroltavolo, la ŝrumpa konduto de la LTCC-strukturo laŭ la X kaj Y-direktoj estas limigita. Por kompensi la ŝrumpan perdon de la substrato en la XY-direkto, la substrato estos kompensita por ŝrumpado en la Z-direkto. Rezulte, la grandecoŝanĝo de la LTCC-strukturo en la X kaj Y-direktoj estas nur ĉirkaŭ 0.1%, tiel certigante la pozicion kaj precizecon de la drataro kaj truoj post sintrado, kaj certigante la kvaliton de la aparato.