Материјални барања за LTCC
Барањата за својствата на материјалот на уредите со LTCC вклучуваат електрични својства, термомеханички својства и својства на процеси.

Диелектричната константа е најкритичното својство на материјалите LTCC. Бидејќи основната единица на уредот за радиофреквенција-должината на резонаторот е обратно пропорционална со квадратниот корен на диелектричната константа на материјалот, кога работната фреквенција на уредот е ниска (како што се стотици MHz), ако материјал со ниска диелектрична константа се користи, уредот Големината ќе биде преголема за употреба. Затоа, најдобро е да се серизира диелектричната константа за да одговара на различни работни фреквенции.

Губењето на диелектрик е исто така важен параметар што се зема предвид при дизајнот на уредите за радиофреквенција, и тоа е директно поврзано со загубата на уредот. Во теорија, колку е помало, толку подобро. Температурниот коефициент на диелектричната константа е важен параметар што ја одредува температурната стабилност на електричните перформанси на радиофреквентниот уред.

Со цел да се обезбеди сигурност на уредите со LTCC, при изборот на материјали мора да се земат предвид и многу термо-механички својства. Најкритичниот е коефициентот на термичка експанзија, кој треба да одговара на колото за да се залемени што е можно повеќе. Покрај тоа, со оглед на обработката и идните апликации, материјалите на LTCC, исто така, треба да исполнуваат многу механички барања за изведба, како што се јачина на свиткување σ, цврстина Hv, плошноста на површината, еластичен модул Е и цврстина на кршење КИЦ и така натаму.

„Перформансите на процесот генерално може да ги вклучат следниве аспекти: Прво, може да се синтерува на температура под 900 ° C во густа, непорозна микроструктура. Второ, температурата на згуснување не треба да биде премногу ниска, за да не се спречи испуштање органска материја во сребрената паста и зелениот појас. Трето, по додавање соодветни органски материјали, може да се фрли во униформа, мазна и силна зелена лента.

Класификација на LTCC материјали
Во моментов, керамичките материјали LTCC главно се составени од два система, и тоа системот „стакло-керамика“ и системот „стакло + керамика“. Допингот со оксид со ниско топење или стакло со ниско топење може да ја намали температурата на синтерување на керамичките материјали, но намалувањето на температурата на синтерување е ограничено, а перформансите на материјалот ќе бидат оштетени во различен степен. Потрагата по керамички материјали со ниска температура на синтерување го привлече вниманието на истражувачите. Главните сорти на такви материјали што се развиваат се серијата бариум калај борат (BaSn (BO3) 2), серии германи и телурат, серии BiNbO4, серии Bi203-Zn0-Nb205, серии ZnO-TiO2 и други керамички материјали. Во последниве години, истражувачката група на ouоу Jiи на Универзитетот Цингуа беше посветена на истражување во оваа област.
LTCC својства на материјалот
Перформансите на производите на LTCC целосно зависат од перформансите на користените материјали. Керамичките материјали LTCC главно вклучуваат материјали за подлога LTCC, материјали за пакување и материјали за микробранови уреди. Диелектричната константа е најкритичното својство на материјалите LTCC. Потребно е диелектричната константа да се серизира во опсег од 2 до 20000 за да биде соодветна за различни работни фреквенции. На пример, подлога со релативна пермитивност од 3.8 е погодна за дизајн на дигитални кола со голема брзина; подлога со релативна пермитивност од 6 до 80 може добро да го заврши дизајнот на високофреквентни кола; подлога со релативна пермитивност до 20,000 може да направи Уредите со висок капацитет се интегрирани во повеќеслојна структура. Високата фреквенција е релативно очигледен тренд во развојот на дигитални 3C производи. Развојот на материјали за ниска диелектрична константа (ε≤10) LTCC за да се исполнат барањата за висока фреквенција и голема брзина е предизвик за тоа како материјалите на LTCC можат да се прилагодат на апликации со висока фреквенција. Диелектричната константа на системот 901 на FerroA6 и DuPont е 5.2 до 5.9, 4110-70C на ESL е 4.3 до 4.7, диелектричната константа на LTCC подлогата на NEC е околу 3.9, а диелектричната константа ниска до 2.5 е во развој.

Големината на резонаторот е обратно пропорционална со квадратен корен на диелектричната константа, така што кога се користи како диелектричен материјал, диелектричната константа се бара да биде голема за да се намали големината на уредот. Во моментов, границата на ултра-мала загуба или ултра-висока Q вредност, релативна пермитивност (> 100) или дури> 150 диелектрични материјали се жаришта за истражување. За кола кои бараат поголема капацитивност, може да се користат материјали со висока диелектрична константа, или слој од диелектричен материјал со поголема диелектрична константа може да се стави помеѓу слојот на материјалот на LTCC диелектричната керамичка подлога, и диелектричната константа може да биде помеѓу 20 и 100. Изберете помеѓу На Губењето на диелектрик е исто така важен параметар што треба да се земе предвид при дизајнирање на радиофреквентни уреди. Тоа е директно поврзано со губење на уредот. Во теорија, се надеваме дека колку е помал, толку подобро. Во моментов, материјалите LTCC што се користат во уредите за радио фреквенција се главно DuPont (951,943), Ferro (A6M, A6S), Heraeus (CT700, CT800 и CT2000) и Електро-научни лаборатории. Тие не само што можат да обезбедат сериска LTCC зелена керамичка лента со диелектрична константа, туку и да обезбедат соодветни материјали за ожичување.

Друго жешко прашање во истражувањето на материјалите на LTCC е компатибилноста на материјалите што се користат заедно. Кога истовремено се палат различни диелектрични слоеви (кондензатори, отпори, индуктивности, проводници, итн.), Дифузијата на реакцијата и интерфејсот помеѓу различни интерфејси треба да се контролираат за да се направи совпаѓање на секој диелектричен слој добро, а стапката на густина и синтерување собирање помеѓу слоевите на интерфејсот Стапката и стапката на термичка експанзија се колку што е можно поконзистентни за да се намали појавата на дефекти како што се испакнување, искривување и пукање.

Општо земено, стапката на намалување на керамичките материјали користејќи технологија LTCC е околу 15-20%. Ако синтерувањето на двете не може да се совпадне или компатибилно, слојот на интерфејсот ќе се подели по синтерување; ако двата материјали реагираат на висока температура, добиениот слој на реакција ќе влијае на оригиналните карактеристики на соодветните материјали. Компатибилноста на два материјали со различни диелектрични константи и состави и како да се намали меѓусебната реактивност се во фокусот на истражувањето. Кога LTCC се користи во системи со високи перформанси, клучот за строга контрола на однесувањето на собирање е да се контролира собирањето на синтерување на системот за согорување на LTCC. Намалувањето на системот за согорување LTCC долж правецот XY е генерално од 12% до 16%. Со помош на технологија за синтерување без притисок или синтерување со помош на притисок, се добиваат материјали со нула намалување во правецот XY [17,18]. Кога се синтерува, горниот и долниот дел на слојот за согорување LTCC се поставуваат на горниот и долниот дел на слојот LTCC со согорување како слој за контрола на собирање. Со помош на одреден ефект на врзување помеѓу контролниот слој и повеќеслојниот и строгата стапка на собирање на контролниот слој, однесувањето на собирање на структурата LTCC долж X и Y насоките е ограничено. Со цел да се компензира загубата на собирање на подлогата во XY насока, подлогата ќе се компензира за собирање во Z насока. Како резултат на тоа, промената на големината на структурата LTCC во X и Y насоки е само околу 0.1%, со што се обезбедува положбата и точноста на жиците и дупките по синтерување и се обезбедува квалитетот на уредот.