LTCC materialen eskakizunak
LTCC gailuen materialen propietateen baldintzak honakoak dira: propietate elektrikoak, propietate termomekanikoak eta prozesuaren propietateak.

Konstante dielektrikoa LTCC materialen propietate kritikoena da. Irrati frekuentziaren gailuaren oinarrizko unitatea –erresonadorearen luzera materialaren konstante dielektrikoaren erro karratuarekiko alderantziz proportzionala denez, gailuaren lan maiztasuna baxua denean (esate baterako, ehunka MHz), materiala bada konstante dielektriko baxua erabiltzen da, gailua tamaina handiegia izango da erabiltzeko. Hori dela eta, konstante dielektrikoa serializatzea da onena eragiketa maiztasun desberdinetara egokitzeko.

Galera dielektrikoa irrati-maiztasuneko gailuen diseinuan kontuan hartzen den parametro garrantzitsua ere bada, eta zuzenean lotuta dago gailuaren galerarekin. Teorian, zenbat eta txikiagoa orduan eta hobeto. Konstante dielektrikoaren tenperatura-koefizientea parametro garrantzitsua da irrati-maiztasuneko gailuaren errendimendu elektrikoaren tenperatura-egonkortasuna zehazten duena.

LTCC gailuen fidagarritasuna bermatzeko, materialak hautatzerakoan propietate termomekaniko ugari ere kontuan hartu behar dira. Kritikoena dilatazio termikoaren koefizientea da, soldatu beharreko zirkuituaren plakarekin bat etorri behar du ahalik eta gehien. Gainera, prozesatzeko eta etorkizuneko aplikazioak kontuan hartuta, LTCC materialek errendimendu mekanikoko baldintza ugari bete beharko lituzkete, hala nola okertzearen erresistentzia σ, Hv gogortasuna, gainazaleko lautasuna, E modulu elastikoa eta hausturaren gogortasuna KIC eta abar.

“Prozesuaren errendimenduak alderdi hauek izan ditzake orokorrean: Lehenik eta behin, 900 ° C-tik beherako tenperaturan sinteriza daiteke mikroegitura trinko eta porotsua ez den batean. Bigarrenik, dentsifikazio tenperaturak ez du oso baxua izan behar, zilarrezko itsaskian eta gerriko berdean materia organikoa isurtzea ekiditeko. Hirugarrenik, material organiko egokiak gehitu ondoren, zinta berde uniforme, leun eta sendoa bota daiteke.

LTCC materialen sailkapena
Gaur egun, LTCC zeramikazko materialak bi sistemaz osatuta daude batez ere, hau da, “beirozeramika” sistema eta “beira + zeramika” sistema. Urtze baxuko oxidoarekin edo urtu gabeko beirarekin dopatzeak zeramikazko materialen sinterizazio tenperatura murriztu dezake, baina sinterizazio tenperatura murriztea mugatua da eta materialaren errendimendua maila desberdinetan kaltetuko da. Sinterizazio tenperatura baxua duten zeramikazko materialak bilatzeak ikertzaileen arreta erakarri du. Garatzen ari diren material horien barietate nagusiak honako hauek dira: bariozko eztainu boratoa (BaSn (BO3) 2) seriea, germanatu eta telluratuak serieak, BiNbO4 serieak, Bi203-Zn0-Nb205 serieak, ZnO-TiO2 serieak eta zeramikazko beste material batzuk. Azken urteetan, Zhou Ji-k Tsinghua Unibertsitateko ikerketa-taldea arlo horretan ikertzeko konpromisoa hartu du.
LTCC materialen propietateak
LTCC produktuen errendimendua erabilitako materialen errendimenduaren araberakoa da erabat. LTCC zeramikazko materialen artean LTCC substratu materialak, ontziratzeko materialak eta mikrouhin gailuen materialak daude. Konstante dielektrikoa LTCC materialen propietate kritikoena da. Konstante dielektrikoa 2 eta 20000 bitarteko tartean serializatu behar da eragiketa maiztasun desberdinetarako egokia izan dadin. Adibidez, 3.8 baimen erlatiboa duen substratua egokia da abiadura handiko zirkuitu digitalak diseinatzeko; 6 eta 80 arteko baimen erlatiboa duen substratu batek maiztasun handiko zirkuituen diseinua ondo osa dezake; 20,000 arteko baimen erlatiboa duen substratu batek gaitasun handiko gailuak geruza anitzeko egitura batean integratu ditzake. Maiztasun altua nahiko nabaria da 3C produktu digitalen garapenean. LTCC konstante dielektriko baxuko (ε≤10) LTCC materialen garapena maiztasun handiko eta abiadura handiko baldintzak betetzeko erronka da LTCC materialak maiztasun handiko aplikazioetara egokitzeko modua. FerroA901 eta DuPont-en 6 sistemaren konstante dielektrikoa 5.2 eta 5.9 artekoa da, ESLren 4110-70C 4.3 eta 4.7 artekoa, NECren LTCC substratuaren konstante dielektrikoa 3.9 ingurukoa da, eta 2.5 bezain baxua den konstante dielektrikoa garapen bidean dago.

Erresonadorearen tamaina konstante dielektrikoaren erro karratuarekiko alderantziz proportzionala da, beraz, material dielektriko gisa erabiltzen denean, konstante dielektrikoa handia izan behar da gailuaren tamaina murrizteko. Gaur egun, galera oso baxuaren edo Q balio oso altuaren muga, permitibitate erlatiboa (> 100) edo baita> 150 material dielektriko ere ikerketa puntuak dira. Kapazitantzia handiagoa behar duten zirkuituetarako, konstante dielektriko altua duten materialak erabil daitezke edo konstante dielektriko handiagoa duen material dielektriko geruza LTCC dielektriko zeramikazko substratu materialaren geruzaren artean jar daiteke, eta konstante dielektrikoa 20 eta 100 artekoa izan daiteke. . Galera dielektrikoa ere kontuan hartu beharreko parametro garrantzitsua da irrati frekuentziako gailuen diseinuan. Gailuaren galerarekin lotura zuzena du. Teorian, zenbat eta txikiagoa izan hobe espero da. Gaur egun, irrati frekuentzia gailuetan erabiltzen diren LTCC materialak nagusiki DuPont (951,943), Ferro (A6M, A6S), Heraeus (CT700, CT800 eta CT2000) eta Elektro-zientzia Laborategiak dira. LTCC zeramikazko zinta berdea konstantea dielektrikoarekin ez ezik, bat datozen kableatutako materialak ere eman ditzakete.

LTCC materialen ikerketan beste gai bero bat berregituratutako materialen bateragarritasuna da. Geruza dielektriko desberdinak (kondentsadoreak, erresistentziak, induktantziak, eroaleak, etab.) Jaurtitzerakoan, interfaze desberdinen arteko erreakzioa eta interfazearen difusioa kontrolatu beharko lirateke, geruza dielektriko bakoitzaren bateratze egokia eta dentsitate tasa eta sinterizazioa egokiak izan daitezen. interfazearen geruzen arteko uzkurdura Abiadura eta dilatazio termikoaren abiadura ahalik eta koherentenak dira akatsen agerpena murrizteko, hala nola espalaketa, okertzea eta pitzadura.

Orokorrean, LTCC teknologia erabiltzen duten zeramikazko materialen uzkurdura% 15-20 ingurukoa da. Bien sinterizazioa ezin bada bateragarria edo bateragarria izan, interfaze geruza zatitu egingo da sinterizatu ondoren; bi materialek tenperatura altuan erreakzionatzen badute, ondorioz erreakzio geruzak dagozkien materialen jatorrizko ezaugarriei eragingo die. Konstante eta konposizio dielektriko desberdineko bi materialen bateragarritasuna eta elkarrekiko erreaktibotasuna nola murriztu dira ikerketaren ardatza. Errendimendu handiko sistemetan LTCC erabiltzen denean, uzkurduraren portaeraren kontrol zorrotzaren gakoa LTCC berregindako sistemaren sinterizazio uzkurdura kontrolatzea da. XTC norabidean LTCC-rekin batera jaurtitako sistemaren uzkurdura orokorrean% 12 eta% 16 artekoa da. Presiorik gabeko sinterizazio edo presio bidezko sinterizazio teknologiaren laguntzarekin, XY norabidean uzkurdura zero duten materialak lortzen dira [17,18]. Sinterizatzerakoan, LTCC berotutako geruzaren goiko eta beheko aldean LTCC berotutako geruzaren goiko eta beheko aldean jartzen dira uzkurdura kontrolatzeko geruza gisa. Kontrol geruzaren eta geruza anitzeko arteko lotura efektu jakinaren laguntzarekin eta kontrol geruzaren uzkurdura zorrotzarekin, LTCC egituraren X eta Y norabideetan zehar uzkurtzeko portaera mugatuta dago. Substratuaren XY norabidean uzkurdura galtzea konpentsatzeko, substratua Z norabidean uzkurdura konpentsatuko da. Ondorioz, LTCC egituraren tamaina X eta Y norabideetan% 0.1 ingurukoa da, sinterizazioaren ondoren kableatuaren eta zuloen kokapena eta zehaztasuna ziurtatuz eta gailuaren kalitatea bermatuz.