Riatanasan stuthan LTCC
Tha na riatanasan airson togalaichean stuthan de innealan LTCC a ’toirt a-steach togalaichean dealain, togalaichean thermomechanical agus togalaichean pròiseas.

Is e an seasmhach dielectric an togalach as deatamaiche de stuthan LTCC. Leis gu bheil aonad bunaiteach an inneal tricead rèidio – tha fad an resonator co-rèireach mùiteach ri freumh ceàrnagach seasmhach dielectric an stuth, nuair a tha tricead obrach an inneal ìosal (leithid ceudan de MHz), ma tha stuth ann le seasmhach dielectric ìosal air a chleachdadh, an inneal Bidh am meud ro mhòr airson a chleachdadh. Mar sin, tha e nas fheàrr sreathadh a dhèanamh air an dielectric seasmhach gus freagairt air diofar triceadan obrachaidh.

Tha call dielectric cuideachd na paramadair cudromach air a bheilear a ’beachdachadh ann an dealbhadh innealan tricead rèidio, agus tha e ceangailte gu dìreach ri call an inneal. Ann an teòiridh, mar as lugha as fheàrr. Tha co-èifeachd teothachd an seasmhach dielectric na paramadair cudromach a tha a ’dearbhadh seasmhachd teothachd coileanadh dealain an inneal tricead rèidio.

Gus dèanamh cinnteach à earbsachd innealan LTCC, feumar beachdachadh air mòran thogalaichean thermo-meacanaigeach nuair a thaghas tu stuthan. Is e an tè as èiginnich an co-èifeachd de leudachadh teirmeach, a bu chòir a bhith co-ionnan ris a ’bhòrd cuairteachaidh gus a bhith air a solradh cho mòr‘ s as urrainn. A bharrachd air an sin, a ’beachdachadh air giullachd agus tagraidhean san àm ri teachd, bu chòir stuthan LTCC cuideachd coinneachadh ri mòran riatanasan coileanaidh meacanaigeach, leithid neart cromadh σ, cruas Hv, rèidh uachdar, modal E elastic agus cruas briste KIC agus mar sin air adhart.

“Mar as trice faodaidh coileanadh pròiseas a bhith a’ toirt a-steach na taobhan a leanas: An toiseach, faodar a shàthadh aig teòthachd fo 900 ° C a-steach do mhicro-structar tiugh, neo-phòlach. San dàrna àite, cha bu chòir an teòthachd dùmhlachd a bhith ro ìosal, gus nach cuir thu casg air sgaoileadh stuth organach anns a ’phasgan airgid agus air a’ chrios uaine. San treas àite, às deidh stuthan organach iomchaidh a chuir ris, faodar a thilgeil ann an teip uaine èideadh, rèidh agus làidir.

Seòrsachadh stuthan LTCC
An-dràsta, tha stuthan ceirmeach LTCC sa mhòr-chuid air an dèanamh suas de dhà shiostam, is e sin an siostam “glainne-ceramic” agus an siostam “glass + ceramic”. Le bhith a ’dòrtadh le ocsaid leaghte ìosal no glainne leaghte ìosal faodaidh sin teòthachd leaghaidh stuthan ceirmeag a lughdachadh, ach tha lughdachadh teothachd leaghaidh cuingealaichte, agus thèid coileanadh an stuth a mhilleadh gu diofar ìrean. Tha an rannsachadh airson stuthan ceirmeag le teodhachd ìosal ìseal air aire luchd-rannsachaidh a tharraing. Is e na prìomh sheòrsan de na stuthan sin a thathas a ’leasachadh sreath barium tin borate (BaSn (BO3) 2), sreath germanate agus tellurate, sreath BiNbO4, sreath Bi203-Zn0-Nb205, sreath ZnO-TiO2 agus stuthan ceirmeag eile. Anns na beagan bhliadhnaichean a dh ’fhalbh, tha buidheann rannsachaidh Zhou Ji aig Oilthigh Tsinghua air a bhith dealasach a thaobh rannsachadh san raon seo.
Togalaichean stuthan LTCC
Tha coileanadh toraidhean LTCC gu tur an urra ri coileanadh nan stuthan a thathar a ’cleachdadh. Tha stuthan ceirmeach LTCC sa mhòr-chuid a ’toirt a-steach stuthan substrate LTCC, stuthan pacaidh agus stuthan innealan microwave. Is e seasmhach dielectric an seilbh as deatamaiche de stuthan LTCC. Feumar an seasmhach dielectric a bhith air a seirbheiseachadh anns an raon de 2 gu 20000 gus a bhith freagarrach airson triceadan obrachaidh eadar-dhealaichte. Mar eisimpleir, tha substrate le cead coimeasach de 3.8 freagarrach airson dealbhadh chuairtean didseatach àrd-astar; faodaidh substrate le cead coimeasach de 6 gu 80 crìoch a chur air dealbhadh chuairtean àrd-tricead; faodaidh substrate le cead coimeasach suas ri 20,000 innealan àrd-chomasach a dhèanamh ceangailte ri structar ioma-inneal. Tha tricead àrd na ghluasad an ìre mhath follaiseach ann an leasachadh toraidhean didseatach 3C. Tha leasachadh stuthan LTCC seasmhach dielectric ìosal (ε≤10) gus coinneachadh ri riatanasan tricead àrd agus astar àrd na dhùbhlan a thaobh mar as urrainn do stuthan LTCC atharrachadh gu tagraidhean tricead àrd. Is e seasmhach dielectric an t-siostam 901 de FerroA6 agus DuPont 5.2 gu 5.9, is e an 4110-70C de ESL 4.3 gu 4.7, tha an dielectric seasmhach de substrate LTCC NEC mu 3.9, agus tha an dielectric seasmhach cho ìosal ri 2.5 ga leasachadh.

Tha meud an resonator co-rèireach mùiteach ri freumh ceàrnagach an dielectric seasmhach, mar sin nuair a thèid a chleachdadh mar stuth dielectric, feumar an seasmhach dielectric a bhith mòr gus meud an inneal a lughdachadh. Aig an àm seo, tha an ìre de chall ultra-ìosal no luach Q ultra-àrd, ceadachas coimeasach (> 100) no eadhon> 150 stuthan dielectric nan àiteachan rannsachaidh. Airson cuairtean a dh ’fheumas comas nas motha, faodar stuthan le àrd dielectric seasmhach a chleachdadh, no faodaidh còmhdach stuth dielectric le seasmhach dielectric nas motha a bhith air a sgaoileadh eadar còmhdach stuth substrate ceirmeach dielectric LTCC, agus faodaidh an seasmhach dielectric a bhith eadar 20 agus 100. Tagh eadar . Tha call dielectric cuideachd na pharamadair cudromach airson beachdachadh ann an dealbhadh innealan tricead rèidio. Tha e co-cheangailte gu dìreach ri call an inneal. Ann an teòiridh, thathas an dòchas gur ann as fheàrr. An-dràsta, is e stuthan LTCC a tha air an cleachdadh ann an innealan tricead rèidio sa mhòr-chuid DuPont (951,943), Ferro (A6M, A6S), Heraeus (CT700, CT800 agus CT2000) agus Saotharlannan Electro-saidheans. Chan urrainn dhaibh a-mhàin teip ceirmeach uaine LTCC sreathach a thoirt seachad le seasmhach dielectric, ach cuideachd bheir iad seachad stuthan wiring co-ionnan.

Is e cùis teth eile ann an rannsachadh stuthan LTCC co-chòrdalachd stuthan co-losgadh. Nuair a bhios tu a ’co-losgadh diofar shreathan dielectric (capacitors, resistances, inductances, conductors, msaa), bu chòir smachd a chumail air an ath-bhualadh agus sgaoileadh eadar-aghaidh eadar-aghaidh eadar-dhealaichte gus am bi an co-losgadh co-losgadh de gach còmhdach dielectric math, agus an ìre dùmhlachd agus sintering lughdachadh eadar na sreathan eadar-aghaidh Tha an ìre agus an ìre leudachaidh teirmeach cho cunbhalach ‘s a ghabhas gus lùghdachadh a dhèanamh air easbhaidhean leithid spalling, warping and cracking.

San fharsaingeachd, tha an ìre lughdachadh de stuthan ceirmeag a ’cleachdadh teicneòlas LTCC timcheall air 15-20%. Mura h-urrainnear sintreachadh na dhà a mhaidseadh no a bhith co-fhreagarrach, bidh an ìre eadar-aghaidh a ’sgoltadh às deidh a dhol fodha; ma bhios an dà stuth ag ath-bhualadh aig teòthachd àrd, bheir an còmhdach ath-bhualadh buaidh air feartan tùsail nan stuthan fa leth. Is e fòcas an rannsachaidh a th ’ann an co-fhreagarrachd co-losgadh dà stuth le diofar chruthan dielectric agus mar a lughdaicheas iad ath-ghnìomhachd. Nuair a thèid LTCC a chleachdadh ann an siostaman àrd-choileanaidh, is e an iuchair airson smachd teann a chumail air giùlan lughdachadh smachd a chumail air lughdachadh sintering an t-siostam co-losgadh LTCC. Tha lughdachadh an t-siostam co-losgadh LTCC a rèir stiùireadh XY sa chumantas 12% gu 16%. Le cuideachadh bho theicneòlas sintering gun chuideam no le taic cuideam, gheibhear stuthan le lughdachadh neoni anns an stiùireadh XY [17,18]. Nuair a bhios iad a ’dol fodha, tha mullach is bonn an t-sreath LTCC co-loisgte air an cur air mullach is bonn an t-sreath LTCC co-losgadh mar ìre smachd crìonadh. Le cuideachadh bho bhuaidh ceangail sònraichte eadar an ìre smachd agus an multilayer agus ìre lughdachadh teann an t-sreath smachd, tha giùlan lughdachadh structar LTCC air a chuingealachadh ri stiùiridhean X agus Y. Gus dìoladh a dhèanamh airson call lughdachadh an t-substrate ann an stiùireadh XY, thèid dìoladh a dhèanamh air an t-substrate airson lughdachadh ann an stiùireadh Z. Mar thoradh air an sin, chan eil an atharrachadh meud ann an structar LTCC anns na stiùiridhean X agus Y ach mu 0.1%, mar sin a ’dèanamh cinnteach à suidheachadh agus cruinneas an uèirleadh agus na tuill às deidh sintering, agus a’ dèanamh cinnteach à càileachd an inneal.