LTCC материалдык талаптар

LTCC материалдык талаптар
LTCC түзмөктөрүнүн материалдык касиеттерине талаптар электрдик касиеттерди, термомеханикалык касиеттерди жана процесстин касиеттерин камтыйт.

Диэлектрдик туруктуу LTCC материалдарынын эң маанилүү касиети. Радиожыштык түзмөгүнүн негизги бирдиги болгондуктан-резонатордун узундугу материалдын диэлектрдик константасынын квадрат тамырына тескери пропорционалдуу, анткени аппараттын жумушчу жыштыгы төмөн болгондо (мисалы, жүздөгөн МГц), эгерде материал аз диэлектрик константасы колдонулат, түзүлүш Өлчөмү колдонуу үчүн өтө чоң болот. Андыктан диэлектрик константасын ар кандай операциялык жыштыктарга ылайыктап сериялаштыруу эң жакшы.

Диэлектрдик жоготуу радио жыштык түзмөктөрүнүн дизайнында да каралат жана ал түзмөктүн жоголушуна түздөн -түз байланыштуу. Теориялык жактан алганда, кичине болсо жакшы болот. Диэлектрик константасынын температуралык коэффициенти радио жыштык аппараттын электрдик иштөө температурасынын туруктуулугун аныктоочу маанилүү параметр болуп саналат.

LTCC түзмөктөрүнүн ишенимдүүлүгүн камсыз кылуу үчүн, материалдарды тандоодо көптөгөн термо-механикалык касиеттерди да эске алуу керек. Эң негизгиси – жылуулуктун кеңейүү коэффициенти, ал мүмкүн болушунча көбүрөөк ширетилүүчү схемага дал келиши керек. Мындан тышкары, кайра иштетүүнү жана келечектеги колдонмолорду эске алганда, LTCC материалдары көптөгөн ийкемдүүлүк σ, катуулук Hv, бетинин тегиздиги, ийкемдүү модулу E жана сынык катуулук KIC ж.

«Процесстин аткарылышы жалпысынан төмөнкү аспектилерди камтышы мүмкүн: Биринчиден, аны 900 ° Cдан төмөн температурада тыгыз, тешикчелүү эмес микроструктурага синтездөөгө болот. Экинчиден, тыгыздаштыруунун температурасы өтө төмөн болбошу керек, андыктан күмүш паста жана жашыл тилкеде органикалык заттардын чыгуусуна жол бербөө үчүн. Үчүнчүдөн, тиешелүү органикалык материалдарды кошкондон кийин, аны бир калыпта, жылмакай жана күчтүү жашыл тасмага ыргытса болот.

LTCC материалдарынын классификациясы
Азыркы учурда, LTCC керамикалык материалдары негизинен эки системадан турат, тактап айтканда “айнек-керамика” системасы жана “айнек + керамика” системасы. Аз эритүүчү кычкыл же аз ээрүүчү айнек менен допинг колдонуу керамикалык материалдардын агытуу температурасын төмөндөтүшү мүмкүн, бирок агломерация температурасынын төмөндөшү чектелген жана материалдын иштеши ар кандай даражада бузулат. Төмөн агытуучу температурасы бар керамикалык материалдарды издөө изилдөөчүлөрдүн көңүлүн бурду. Иштеп жаткан мындай материалдардын негизги сорттору барий калай бораты (BaSn (BO3) 2) сериясы, германат жана теллурат сериясы, BiNbO4 сериясы, Bi203-Zn0-Nb205 сериясы, ZnO-TiO2 сериясы жана башка керамикалык материалдар. Акыркы жылдары Цзинхуа университетиндеги Чжоу Цзинин изилдөө тобу бул багытта изилдөө жүргүзүүгө милдеттенме алган.
LTCC материалдык касиеттери
LTCC продукцияларынын өндүрүмдүүлүгү толугу менен колдонулган материалдардын иштешине көз каранды. LTCC керамикалык материалдары негизинен LTCC субстрат материалдарын, таңгактоочу материалдарды жана микротолкундуу түзүлүш материалдарын камтыйт. Диэлектрдик туруктуу LTCC материалдарынын эң маанилүү касиети. Диэлектрик константасы ар кандай иштөө жыштыктарына ылайыктуу болушу үчүн 2ден 20000ге чейин серияланышы керек. Мисалы, салыштырмалуу өткөрүмдүүлүгү 3.8 болгон субстрат жогорку ылдамдыктагы санариптик схемаларды долбоорлоого ылайыктуу; салыштырмалуу өткөрүмдүүлүгү 6дан 80ге чейинки субстрат жогорку жыштыктагы схемалардын конструкциясын жакшы бүтүрө алат; салыштырмалуу өткөрүмдүүлүгү 20,000ге чейин болгон субстрат Жогорку сыйымдуулуктагы түзүлүштөрдү көп катмарлуу структурага бириктире алат. Жогорку жыштык – санарип 3С продуктуларын өнүктүрүүдө салыштырмалуу ачык тенденция. Төмөн диэлектрдик туруктуу (ε≤10) LTCC материалдарын иштеп чыгуу жогорку жыштыктын жана жогорку ылдамдыктын талаптарын канааттандыруу үчүн LTCC материалдары жогорку жыштыктагы тиркемелерге кантип ылайыкташа алары үчүн кыйынчылык жаратат. 901 FerroA6 жана DuPont системасынын диэлектрдик константасы 5.2ден 5.9га чейин, ESLдин 4110-70Cи 4.3төн 4.7ге чейин, NECтин LTCC субстратынын диэлектрдик константасы болжол менен 3.9га, диэлектрдик туруктуусу 2.5ке чейин иштелип чыгууда.

Резонатордун өлчөмү диэлектр константасынын квадрат тамырына тескери пропорционалдуу, ошондуктан диэлектрдик материал катары колдонулганда, диэлектрдик константанын чоңдугун азайтуу үчүн чоң болушу талап кылынат. Азыркы учурда, өтө төмөн жоготуу же өтө жогорку Q баллынын чеги, салыштырмалуу өткөрүмдүүлүк (> 100), ал тургай> 150 диэлектрдик материалдар изилдөө очоктору болуп саналат. Чоңураак сыйымдуулукту талап кылган схемалар үчүн диэлектрикалык константасы жогору болгон материалдарды колдонсо болот, же диэлектрикалык чоңдугу чоң болгон диэлектрдик материалдык катмарды LTCC диэлектрикалык керамикалык субстрат материалдык катмарынын ортосуна кысып коюуга болот, диэлектрдик туруктуу 20дан 100гө чейин болушу мүмкүн. . Диэлектрдик жоготуу радио жыштык түзмөктөрүнүн дизайнында да эске алынуучу маанилүү параметр болуп саналат. Бул түзмөктүн жоголушуна байланыштуу. Теорияда, кичине болсо жакшы болот деп үмүттөнүшөт. Учурда радио жыштык түзмөктөрүндө колдонулган LTCC материалдары негизинен DuPont (951,943), Ferro (A6M, A6S), Heraeus (CT700, CT800 жана CT2000) жана Electro-science Laboratories болуп саналат. Алар диэлектрик константасы менен серияланган LTCC жашыл керамикалык лента менен камсыз кылбастан, дал келген зым материалдарын да камсыздай алышат.

LTCC материалдарын изилдөөдө дагы бир ысык маселе-бул күйүүчү материалдардын шайкештиги. Ар кандай диэлектрик катмарларын күйгүзүүдө (конденсаторлор, каршылыктар, индуктивдүүлүктөр, өткөргүчтөр ж. Б.), Ар бир интерфейстин ортосундагы реакциянын жана интерфейстин таралышын контролдоо керек, бул ар бир диэлектрдик катмардын жакшы күйүшүн жана тыгыздыктын ылдамдыгын жана агломерацияны интерфейстин катмарларынын ортосундагы кичирейүү Ылдамдык жана жылуулуктун кеңейүү ылдамдыгы мүмкүн болушунча ырааттуу, мисалы, чачыроо, ийилүү жана жарылуу сыяктуу кемчиликтерди азайтуу.

Жалпылап айтканда, LTCC технологиясын колдонуп керамикалык материалдардын кичирейүү ылдамдыгы болжол менен 15-20%ды түзөт. Эгерде экөөнүн агломерациясы дал келбесе же шайкеш келбесе, интерфейстин катмары агломерациядан кийин бөлүнөт; эгер эки материал жогорку температурада реакция кылса, натыйжада пайда болгон реакция катмары тиешелүү материалдардын баштапкы өзгөчөлүктөрүнө таасирин тийгизет. Ар кандай диэлектрик константалары жана курамы бар эки материалдын бири-бирине шайкештиги жана өз ара реактивдүүлүктү кантип төмөндөтүү изилдөөнүн фокусу болуп саналат. LTCC жогорку өндүрүмдүү системаларда колдонулганда, кичирейүү жүрүм-турумун катуу көзөмөлдөөнүн ачкычы, LTCC биргелешип күйгүзүлгөн системасынын агып кетүүсүн көзөмөлдөө болуп саналат. XY багыты боюнча LTCC биргелешип иштөө тутумунун кичирейиши жалпысынан 12% дан 16% га чейин. Кысымсыз агломерация же басымдын жардамы менен агломерациялоо технологиясынын жардамы менен XY багытында нөлгө кыскарган материалдар алынат [17,18]. Агломерацияда LTCC менен кошо күйүүчү катмардын үстүнкү жана астыңкы жагы контролдук катмар катары LTCC көмөч катмарынын үстү менен астына коюлат. Башкаруу катмары менен көп катмарлуу жана контролдук катмардын катуу кыскартуу ылдамдыгынын ортосундагы белгилүү бир байланыш эффектинин жардамы менен LTCC структурасынын X жана Y багыттары боюнча жыйрылуу жүрүм -туруму чектелген. XY багытта субстраттын кичирейүү жоготуусун компенсациялоо үчүн, субстрат Z багытындагы кичирейүү үчүн компенсацияланат. Натыйжада, X жана Y багыттарындагы LTCC структурасынын өлчөмүнүн өзгөрүшү болжол менен 0.1%ды түзөт, ошону менен агломерациядан кийин зымдардын жана тешиктердин абалын жана тактыгын камсыз кылат жана аппараттын сапатын камсыздайт.