LTCC նյութի պահանջները
LTCC սարքերի նյութական հատկությունների պահանջները ներառում են էլեկտրական հատկություններ, ջերմամեխանիկական հատկություններ և գործընթացի հատկություններ:

Դիէլեկտրիկ հաստատունը LTCC նյութերի ամենակարևոր հատկությունն է: Քանի որ ռադիոհաճախականության սարքի հիմնական միավորը `ռեզոնատորի երկարությունը հակադարձ համեմատական ​​է նյութի դիէլեկտրիկ հաստատունի քառակուսի արմատին, երբ սարքի աշխատանքային հաճախականությունը ցածր է (օրինակ` հարյուրավոր ՄՀց), եթե նյութը օգտագործվում է ցածր դիէլեկտրական հաստատուն, սարքը Չափը չափազանց մեծ կլինի օգտագործման համար: Հետևաբար, ամենալավն է սերիալացնել դիէլեկտրական կայունությունը `տարբեր աշխատանքային հաճախականություններին համապատասխան:

Ռադիոհաճախականության սարքերի նախագծման մեջ դիտարկվող դիէլեկտրիկի կորուստը նաև կարևոր պարամետր է, և դա ուղղակիորեն կապված է սարքի կորստի հետ: Տեսականորեն, որքան փոքր, այնքան լավ: Դիէլեկտրիկ կայունի ջերմաստիճանի գործակիցը կարևոր պարամետր է, որը որոշում է ռադիոհաճախականության սարքի էլեկտրական կատարողականի ջերմաստիճանի կայունությունը:

LTCC սարքերի հուսալիությունն ապահովելու համար նյութեր ընտրելիս պետք է հաշվի առնել նաև բազմաթիվ ջերմամեխանիկական հատկություններ: Ամենակարևորը ջերմային ընդլայնման գործակիցն է, որը պետք է համապատասխանի հնարավորինս զոդման համար նախատեսված տախտակին: Բացի այդ, հաշվի առնելով վերամշակումը և ապագա կիրառությունները, LTCC նյութերը պետք է բավարարեն նաև մեխանիկական կատարման բազմաթիվ պահանջներ, ինչպիսիք են ճկման ուժը σ, կարծրություն Hv, մակերևույթի հարթությունը, առաձգական E մոդուլը և ճեղքման ամրությունը KIC և այլն:

«Գործընթացի աշխատանքը կարող է ընդհանուր առմամբ ներառել հետևյալ ասպեկտները. Նախ, այն կարող է ձուլվել 900 ° C- ից ցածր ջերմաստիճանում` խիտ, ոչ ծակոտկեն միկրոկառուցվածքի: Երկրորդ, խտացման ջերմաստիճանը չպետք է չափազանց ցածր լինի, որպեսզի կանխվի արծաթե մածուկի և կանաչ գոտու օրգանական նյութերի արտահոսքը: Երրորդ, համապատասխան օրգանական նյութեր ավելացնելուց հետո այն կարելի է գցել միատեսակ, հարթ և ամուր կանաչ ժապավենի մեջ:

LTCC նյութերի դասակարգում
Ներկայումս LTCC կերամիկական նյութերը հիմնականում բաղկացած են երկու համակարգից ՝ «ապակե-կերամիկական» համակարգից և «ապակի + կերամիկական» համակարգից: Lowածր հալեցնող օքսիդով կամ ցածր հալեցնող ապակիով դոպինգը կարող է նվազեցնել կերամիկական նյութերի սինթեզման ջերմաստիճանը, սակայն թրծման ջերմաստիճանի նվազումը սահմանափակ է, և նյութի կատարումը տարբեր աստիճանի կվնասվի: Sinածր շաղափման ջերմաստիճան ունեցող կերամիկական նյութերի որոնումը գրավել է հետազոտողների ուշադրությունը: Նման նյութերի մշակման հիմնական տեսակներն են ՝ բարիումի թիթեղի բորատ (BaSn (BO3) 2) շարքը, գերմանական և թելուրատ շարքերը, BiNbO4 շարքը, Bi203-Zn0-Nb205 շարքը, ZnO-TiO2 շարքը և կերամիկական այլ նյութեր: Վերջին տարիներին ouզին uaզյուի համալսարանի Չժոու Jiիի հետազոտական ​​խումբը պարտավորվել է զբաղվել այս ոլորտում հետազոտություններով:
LTCC նյութի հատկությունները
LTCC արտադրանքի կատարումը լիովին կախված է օգտագործվող նյութերի կատարումից: LTCC կերամիկական նյութերը հիմնականում ներառում են LTCC հիմքի նյութեր, փաթեթավորման նյութեր և միկրոալիքային սարքերի նյութեր: Դիէլեկտրիկ կայունը LTCC նյութերի ամենակարևոր հատկությունն է: Դիէլեկտրիկ հաստատունը պահանջվում է սերիականացնել 2 -ից 20000 միջակայքում `տարբեր աշխատանքային հաճախականությունների համար պիտանի լինելու համար: Օրինակ, 3.8 հարաբերական թողունակությամբ ենթաշերտը հարմար է բարձր արագությամբ թվային սխեմաների նախագծման համար. 6-ից 80-ի հարաբերական թողունակությամբ ենթաշերտը կարող է լավ ավարտել բարձր հաճախականության սխեմաների ձևավորումը. մինչև 20,000 հարաբերական թողունակությամբ ենթաշերտը կարող է ստիպել բարձր հզորության սարքերը ինտեգրվել բազմաշերտ կառուցվածքում: Բարձր հաճախականությունը թվային 3C արտադրանքի զարգացման համեմատաբար ակնհայտ միտում է: Dieածր դիէլեկտրիկ մշտական ​​(ε≤10) LTCC նյութերի զարգացումը `բարձր հաճախականության և բարձր արագության պահանջները բավարարելու համար, մարտահրավեր է այն բանի համար, թե ինչպես կարող են LTCC նյութերը հարմարվել բարձր հաճախականության կիրառություններին: FerroA901- ի և DuPont- ի 6 համակարգի դիէլեկտրական կայունությունը 5.2-ից 5.9-ն է, ESL- ի 4110-70C- ը `4.3-4.7-ը, NEC- ի LTCC ենթաշերտի դիէլեկտրական կայունությունը` մոտ 3.9-ը, իսկ 2.5-ի ցածր դիէլեկտրիկ կայունը մշակման փուլում է:

Ռեզոնատորի չափը հակադարձ համեմատական ​​է դիէլեկտրական հաստատունի քառակուսի արմատին, ուստի երբ օգտագործվում է որպես դիէլեկտրիկ նյութ, դիէլեկտրական կայունությունը պահանջվում է մեծ լինել `սարքի չափը նվազեցնելու համար: Ներկայումս ծայրահեղ ցածր կորստի կամ չափազանց բարձր Q արժեքի, հարաբերական թողունակության (> 100) կամ նույնիսկ> 150 դիէլեկտրիկ նյութի սահմանը հետազոտական ​​թեժ կետեր են: Ավելի մեծ տարողունակություն պահանջող սխեմաների համար կարող են օգտագործվել բարձր դիէլեկտրիկ հաստատուն ունեցող նյութեր, կամ ավելի մեծ դիէլեկտրիկ հաստատունով դիէլեկտրիկ նյութի շերտ կարելի է դնել LTCC դիէլեկտրիկ կերամիկական ենթաշերտի նյութի շերտի միջև, իսկ դիէլեկտրիկ կայունը `20 -ից 100 -ի միջև: . Դիէլեկտրիկի կորուստը նաև կարևոր պարամետր է, որը պետք է հաշվի առնել ռադիոհաճախականության սարքերի նախագծման ժամանակ: Դա ուղղակիորեն կապված է սարքի կորստի հետ: Տեսականորեն հույս կա, որ որքան փոքր, այնքան լավ: Ներկայումս ռադիոհաճախականության սարքերում օգտագործվող LTCC նյութերն են հիմնականում DuPont (951,943), Ferro (A6M, A6S), Heraeus (CT700, CT800 և CT2000) և էլեկտրագիտության լաբորատորիաները: Նրանք կարող են ոչ միայն ապահովել սերիականացված LTCC կանաչ կերամիկական ժապավեն `դիէլեկտրական կայունությամբ, այլև ապահովել համապատասխան էլեկտրագծերի նյութեր:

LTCC նյութերի հետազոտության մեկ այլ թեժ խնդիր է երկկողմանի այրվող նյութերի համատեղելիությունը: Երբ տարբեր դիէլեկտրիկ շերտեր են կրակում (կոնդենսատորներ, դիմադրություններ, ինդուկտիվություններ, հաղորդիչներ և այլն), տարբեր միջերեսների միջև արձագանքն ու միջերեսային դիֆուզիոն պետք է վերահսկվեն, որպեսզի յուրաքանչյուր դիէլեկտրական շերտի համատեղ կրակումը համապատասխանի լավին, իսկ խտության արագությունը և թրծումը: ինտերֆեյսի շերտերի միջև նվազում Արագությունը և ջերմային ընդլայնման արագությունը հնարավորինս հետևողական են `նվազեցնելու արատների առաջացումը, ինչպիսիք են բծերը, ճեղքերը և ճաքերը:

Ընդհանրապես, LTCC տեխնոլոգիայի կիրառմամբ կերամիկական նյութերի նեղացման արագությունը կազմում է մոտ 15-20%: Եթե ​​երկուսի սինթեզումը չի կարող համընկնել կամ համատեղելի է, ապա միջերեսային շերտը մարվելուց հետո կբաժանվի. եթե երկու նյութերն արձագանքում են բարձր ջերմաստիճանի, արդյունքում առաջացող ռեակցիայի շերտը կազդի համապատասխան նյութերի սկզբնական բնութագրերի վրա: Տարբեր դիէլեկտրիկ հաստատուններով և կոմպոզիցիաներով երկու նյութերի համատեղ հրահրումը և ինչպես նվազեցնել փոխադարձ ռեակտիվությունը հետազոտության ուշադրության կենտրոնում են: Երբ LTCC- ն օգտագործվում է բարձր արդյունավետության համակարգերում, նեղացման վարքագծի խիստ վերահսկման բանալին LTCC համակցված համակարգի սինթրինգի նվազման վերահսկումն է: LTCC համազարկային համակարգի կրճատումը XY ուղղությամբ ընդհանուր առմամբ կազմում է 12% -ից 16%: Pressureնշման առանց ճնշման սինթեզման կամ ճնշման օժանդակման տեխնոլոգիայի օգնությամբ ձեռք են բերվում XY ուղղությամբ զրոյական նվազում ունեցող նյութեր [17,18]: Մեղմվելիս LTCC համակցված շերտի վերին և ստորին հատվածները տեղադրվում են LTCC համակցված շերտի վերևի և ներքևի մասում `որպես նեղացման վերահսկման շերտ: Հսկիչ շերտի և բազմաշերտերի միջև որոշակի կապի ազդեցության և հսկողության շերտի խիստ նեղացման արագության օգնությամբ սահմանափակվում է LTCC կառուցվածքի նեղացման պահվածքը X և Y ուղղություններով: Որպեսզի փոխհատուցվի XY ուղղությամբ հիմքի նվազման կորուստը, հիմքը կփոխհատուցվի Z ուղղությամբ նվազման համար: Արդյունքում, LTCC կառուցվածքի չափի փոփոխությունը X և Y ուղղություններով կազմում է ընդամենը 0.1%՝ դրանով իսկ ապահովելով մաղձումից հետո լարերի և անցքերի դիրքն ու ճշգրտությունը և ապահովելով սարքի որակը: