LTCC Material Ufuerderunge
D’Ufuerderunge fir materiell Eegeschafte vu LTCC Apparater enthalen elektresch Eegeschaften, thermomechanesch Eegeschaften a Prozesser.

Déi dielektresch Konstant ass déi kriteschst Eegeschafte vu LTCC Materialien. Zënter der Basis Eenheet vum Radiofrequenzapparat-d’Längt vum Resonator ass invers proportional zum Quadratwurzel vun der dielektrescher Konstant vum Material, wann d’Aarbechtsfrequenz vum Apparat niddereg ass (sou wéi Honnerte vu MHz), wann e Material mat enger niddereger dielektrescher Konstant gëtt benotzt, den Apparat D’Gréisst wäert ze grouss sinn fir ze benotzen. Dofir ass et besser déi dielektresch Konstant ze serialiséieren fir verschidde Betribsfrequenzen ze passen.

Dielektresche Verloscht ass och e wichtege Parameter, dee beim Design vu Radiofrequenzgeräter ugesi gëtt, an et ass direkt mam Verloscht vum Apparat verbonnen. An der Theorie, wat méi kleng wat besser ass. Den Temperaturkoeffizient vun der dielektrescher Konstant ass e wichtege Parameter deen d’Temperaturstabilitéit vun der elektrescher Leeschtung vum Radiofrequenzapparat bestëmmt.

Fir d’Zouverlässegkeet vun LTCC Apparater ze garantéieren, musse vill thermo-mechanesch Eegeschafte och berécksiichtegt ginn wann Dir Material wielt. Déi kriteschst ass de Koeffizient vun der thermescher Expansioun, déi dem Circuit Board sollt passen sou vill wéi méiglech ze solderen. Zousätzlech, berécksiichtegt d’Veraarbechtung an zukünfteg Uwendungen, solle LTCC Materialien och vill mechanesch Leeschtungsufuerderunge gerecht ginn, sou wéi Biegungsstäerkt σ, Häertheet Hv, Uewerflächenheet, elastesche Modul E a Frakturzähegkeet KIC a sou weider.

“D’Performance kann allgemeng déi folgend Aspekter enthalen: Als éischt kann et bei enger Temperatur ënner 900 ° C an eng dichte, net-poröse Mikrostruktur gesintert ginn. Zweetens soll d’Densifikatiounstemperatur net ze niddreg sinn, sou datt d’Auslaascht vun organescher Matière an der Sëlwerpaste an dem grénge Gürtel net verhënnert gëtt. Drëttens, nodeems se passend organesch Materialien derbäigesat hunn, kann et an eng eenheetlech, glat a staark gréng Band gegoss ginn.

Klassifikatioun vu LTCC Material
De Moment si LTCC Keramikmaterialien haaptsächlech aus zwee Systemer zesummegesat, nämlech de “Glaskeramesche” System an de “Glas + Keramik” System. Doping mat niddereg-schmëlzenem Oxid oder niddereg-schmëlzen Glas kann d’Sintertemperatur vu Keramikmaterialien reduzéieren, awer d’Reduktioun vun der Sintertemperatur ass limitéiert, an d’Leeschtung vum Material gëtt a variabelen Grad beschiedegt. D’Sich no Keramikmaterial mat enger niddereger Sintertemperatur huet d’Opmierksamkeet vun de Fuerscher ugezunn. D’Haaptvariatioune vun esou Materialer déi entwéckelt ginn sinn Barium Zinn Borat (BaSn (BO3) 2) Serie, germanéiert a Tellurat Serie, BiNbO4 Serie, Bi203-Zn0-Nb205 Serie, ZnO-TiO2 Serie an aner Keramikmaterialien. An de leschte Joeren huet dem Zhou Ji seng Fuerschungsgrupp op der Tsinghua Universitéit sech fir d’Fuerschung an dësem Beräich engagéiert.
LTCC Material Eegeschafte
D’Performance vu LTCC Produkter hänkt ganz vun der Leeschtung vun de benotzte Materialien of. LTCC Keramikmaterialien enthalen haaptsächlech LTCC Substratmaterialien, Verpackungsmaterialien a Mikrowelle Gerätermaterialien. Dielektresch Konstant ass déi kriteschst Eegeschafte vu LTCC Materialien. D’dielektresch Konstant ass erfuerdert fir an der Gamme vun 2 bis 20000 serialiséiert ze ginn fir gëeegent fir verschidde Betribsfrequenzen. Zum Beispill, e Substrat mat enger relativer Permittivitéit vun 3.8 ass gëeegent fir den Design vun Héichgeschwindegkeet Digital Circuiten; e Substrat mat enger relativer Permittivitéit vu 6 bis 80 kann den Design vun Héichfrequenzkreesser gutt fäerdeg maachen; e Substrat mat enger relativer Permittivitéit vu bis zu 20,000 kann Héichkapazitéit Geräter an eng Multilayer Struktur integréieren. Héich Frequenz ass e relativ evidenten Trend an der Entwécklung vun digitale 3C Produkter. D’Entwécklung vu nidderegen dielektresche Konstante (ε≤10) LTCC Material fir d’Ufuerderunge vun Héichfrequenz an Héichgeschwindegkeet gerecht ze ginn ass eng Erausfuerderung fir wéi LTCC Material sech un Héichfrequenz Uwendungen upassen. Déi dielektresch Konstant vum 901 System vu FerroA6 an DuPont ass 5.2 op 5.9, d’4110-70C vun ESL ass 4.3 op 4.7, déi dielektresch Konstant vum NEC’s LTCC Substrat ass ongeféier 3.9, an déi dielektresch Konstante sou niddereg wéi 2.5 ass ënner Entwécklung.

D’Gréisst vum Resonator ass invers proportional zum Quadratwurzel vun der dielektrescher Konstant, also wann se als dielektrescht Material benotzt gëtt, ass déi dielektresch Konstanz noutwendeg grouss ze sinn fir d’Gerätergréisst ze reduzéieren. De Moment ass d’Limit vum ultra-nidderegen Verloscht oder ultra-héije Q Wäert, relativ Permittivitéit (> 100) oder souguer> 150 dielektresch Material Fuerschung Hotspots. Fir Kreesleef déi méi grouss Kapazitanz erfuerderen, kënne Materialien mat héijer dielektrescher Konstant benotzt ginn, oder eng dielektresch Materialschicht mat enger méi grousser dielektrescher Konstant kann tëscht der LTCC dielektrescher Keramik Substratmaterial Schicht sandwichéiert ginn, an der dielektrescher Konstante kann tëscht 20 an 100 sinn. . Dielektresche Verloscht ass och e wichtege Parameter fir beim Design vu Radiofrequenzapparater ze berécksiichtegen. Et ass direkt mam Verloscht vum Apparat verbonnen. An der Theorie ass et gehofft datt wat méi kleng wat besser ass. De Moment sinn LTCC Materialien, déi a Radiofrequenz Geräter benotzt ginn, haaptsächlech DuPont (951,943), Ferro (A6M, A6S), Heraeus (CT700, CT800 an CT2000) an Elektro-Wëssenschaftlech Laboratoiren. Si kënnen net nëmmen serialiséiert LTCC gréng Keramikband mat dielektresche Konstant liwweren, awer och passend Drotmaterial ubidden.

En anert waarmt Thema an der Fuerschung vu LTCC Material ass d’Kompatibilitéit vu co-gebrannt Materialien. Wann Dir verschidde dielektresch Schichten co-brennt (Kondensatoren, Widderstänn, Induktanzen, Dirigenten, asw.), D’Reaktioun an d’Diffusioun vun den Interfaces tëscht verschiddene Interfaces solle kontrolléiert gi fir d’Ko-Brennen Matching vun all dielektrescher Schicht gutt ze maachen, an d’Dichtquote a Sinterung Schrumpf tëscht den Interfaceschichten Den Taux an d’thermesch Expansiounsquote si sou konsequent wéi méiglech fir d’Optriede vu Mängel ze reduzéieren wéi Spall, Kréien a Rëss.

Am Allgemengen ass de Schrumpfgeschwindegkeet vu Keramikmaterialien mat der LTCC Technologie ongeféier 15-20%. Wann d’Sinterung vun deenen zwee net passend oder kompatibel ka sinn, gëtt d’Interface Layer nom Sinter opgedeelt; wann déi zwee Materialer bei enger héijer Temperatur reagéieren, beaflosst déi resultéierend Reaktiounsschicht d’originell Charakteristike vun de jeweilege Materialien. D’Ko-Feier Kompatibilitéit vun zwee Materialien mat verschiddene dielektresche Konstanten a Kompositioune a wéi een déi géigesäiteg Reaktivitéit reduzéiere kann, sinn de Fokus vun der Fuerschung. Wann LTCC an héich performante Systemer benotzt gëtt, ass de Schlëssel fir eng strikt Kontroll vum Schrumpfverhalen d’Kontroll vum Sinterkriibs vum LTCC Co-gebrannt System ze kontrolléieren. D’Schrumpfung vum LTCC Co-gebrannt System laanscht d’XY Richtung ass allgemeng 12% bis 16%. Mat der Hëllef vun Drockloser Sinterung oder Drockassistéierter Sintertechnologie gi Materialien mat Null Schrumpfung an der XY Richtung kritt [17,18]. Beim Sinteren ginn d’Spëtzt an den Ënnerhalt vun der LTCC co-gebrannt Schicht uewen an ënnen vun der LTCC co-gebrannt Schicht als eng Schrumpfkontrollschicht gesat. Mat der Hëllef vun engem gewësse Bindungseffekt tëscht der Kontrollschicht an der Multilayer an dem strenge Schrumpfgeschwindegkeet vun der Kontrollschicht, ass de Schrumpverhalen vun der LTCC Struktur laanscht d’X an Y Richtungen limitéiert. Fir de Schrumpfverloscht vum Substrat an der XY Richtung ze kompenséieren, gëtt de Substrat fir d’Schrumpfung an der Z Richtung kompenséiert. Als Resultat ass d’Gréisstännerung vun der LTCC Struktur an den X an Y Richtungen nëmmen ongeféier 0.1%, wouduerch d’Positioun an d’Genauegkeet vun de Kabelen a Lächer nom Sinterung garantéiert ginn an d’Qualitéit vum Apparat garantéiert.