LTCC материалын шаардлага
LTCC төхөөрөмжийн материалын шинж чанарт тавигдах шаардлагад цахилгаан шинж чанар, термомеханик шинж чанар, процессын шинж чанар орно.

Диэлектрик тогтмол нь LTCC материалын хамгийн чухал шинж чанар юм. Радио давтамжийн төхөөрөмжийн үндсэн нэгж болох резонаторын урт нь материалын диэлектрик тогтмолын квадрат язгууртай урвуу пропорциональ байдаг, хэрэв төхөөрөмжийн ажлын давтамж бага байвал (хэдэн зуун МГц гэх мэт), хэрэв материал бага диэлектрик тогтмол ашигладаг бол төхөөрөмж Хэмжээ нь ашиглахад хэт том байх болно. Тиймээс диэлектрик тогтмолыг янз бүрийн ажиллагааны давтамжид тохируулан цуврал болгох нь зүйтэй.

Диэлектрик алдагдал нь радио давтамжийн төхөөрөмжүүдийн дизайнд тооцогддог чухал үзүүлэлт бөгөөд энэ нь төхөөрөмжийн алдагдалтай шууд холбоотой юм. Онолын хувьд жижиг байх тусмаа сайн. Диэлектрик тогтмолын температурын коэффициент нь радио давтамжийн төхөөрөмжийн цахилгаан гүйцэтгэлийн температурын тогтвортой байдлыг тодорхойлдог чухал үзүүлэлт юм.

LTCC төхөөрөмжийн найдвартай байдлыг хангахын тулд материалыг сонгохдоо олон дулааны механик шинж чанарыг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Хамгийн чухал зүйл бол дулааны тэлэлтийн коэффициент бөгөөд энэ нь аль болох гагнах хэлхээний самбартай тохирч байх ёстой. Нэмж дурдахад, боловсруулалт болон ирээдүйн хэрэглээг харгалзан үзвэл LTCC материалууд нь гулзайлтын бат бэх σ, хатуулаг Hv, гадаргуугийн тэгш байдал, уян хатан модуль Е ба хугарлын хатуулаг KIC гэх мэт олон механик ажиллагааны шаардлагыг хангасан байх ёстой.

“Процессийн гүйцэтгэл нь ерөнхийдөө дараахь талыг агуулж болно: Нэгдүгээрт, 900 ° C-аас доош температурт өтгөн, сүвэрхэг биш бичил бүтцэд нэгтгэж болно. Хоёрдугаарт, мөнгөний оо, ногоон бүсэд органик бодис ялгаруулахаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд нягтралын температур хэт бага байх ёсгүй. Гуравдугаарт, зохих органик материалыг нэмж оруулсны дараа жигд, гөлгөр, бат бөх ногоон соронзон хальс болгон цутгаж болно.

LTCC материалын ангилал
Одоогийн байдлаар LTCC керамик материалыг ихэвчлэн “шилэн керамик” систем ба “шилэн + керамик” систем гэсэн хоёр системээс бүрддэг. Бага хайлдаг исэл эсвэл бага хайлдаг шилээр допинг хэрэглэснээр керамик материалын агшаах температурыг бууруулж болох боловч халаах температурыг бууруулах нь хязгаарлагдмал бөгөөд материалын гүйцэтгэл нь янз бүрийн зэргээр гэмтэх болно. Бага температуртай керамик материалыг хайх нь судлаачдын анхаарлыг татсан. Боловсруулж буй ийм материалын гол сортууд нь барийн цагаан тугалганы борат (BaSn (BO3) 2) цуврал, германат ба теллуратын цуврал, BiNbO4 цуврал, Bi203-Zn0-Nb205 цуврал, ZnO-TiO2 цуврал болон бусад керамик материалууд юм. Сүүлийн жилүүдэд Цинхуа их сургуулийн Жоу Жи -ийн судалгааны бүлэг энэ чиглэлээр судалгаа хийх үүрэг хүлээсэн.
LTCC материалын шинж чанар
LTCC бүтээгдэхүүний гүйцэтгэл нь ашигласан материалын гүйцэтгэлээс шууд хамаардаг. LTCC керамик материалд голчлон LTCC субстрат материал, сав баглаа боодлын материал, богино долгионы төхөөрөмжийн материал орно. Диэлектрик тогтмол нь LTCC материалын хамгийн чухал шинж чанар юм. Янз бүрийн ажиллагааны давтамжид тохирохын тулд диэлектрик тогтмолыг 2 -оос 20000 -ийн хооронд цуврал болгох шаардлагатай. Жишээлбэл, харьцангуй нэвтрүүлэх чадвар 3.8-тай субстрат нь өндөр хурдны дижитал хэлхээний дизайнд тохиромжтой; 6-аас 80 хүртэлх харьцангуй нэвтрүүлэх чадвартай субстрат нь өндөр давтамжийн хэлхээний дизайныг сайн хийж чаддаг; харьцангуй нэвтрүүлэх чадвартай 20,000 хүртэлх субстрат нь өндөр хүчин чадалтай төхөөрөмжийг олон давхаргат бүтцэд нэгтгэдэг. Өндөр давтамж нь дижитал 3С бүтээгдэхүүнийг хөгжүүлэх харьцангуй илэрхий хандлага юм. Өндөр давтамж, өндөр хурдны шаардлагыг хангахын тулд бага диэлектрик тогтмол (ε≤10) LTCC материалыг бүтээх нь LTCC материалууд нь өндөр давтамжийн хэрэглээнд хэрхэн дасан зохицоход бэрхшээл учруулдаг. FerroA901 ба DuPont-ийн 6 системийн диэлектрик тогтмол нь 5.2-аас 5.9, ESL-ийн 4110-70C нь 4.3-4.7, NEC-ийн LTCC субстрат дахь диэлектрик тогтмол 3.9 орчим, диэлектрик тогтмол 2.5-аас доошгүй байна.

Резонаторын хэмжээ нь диэлектрик тогтмолийн квадрат язгууртай урвуу пропорциональ байдаг тул диэлектрик материал болгон ашиглахдаа төхөөрөмжийн хэмжээг багасгахын тулд диэлектрик тогтмолыг том хэмжээтэй байлгах шаардлагатай болдог. Одоогийн байдлаар хэт бага алдагдал эсвэл хэт өндөр Q утга, харьцангуй нэвчилт (> 100) эсвэл бүр> 150 диэлектрик материалын хязгаар нь судалгааны гол цэгүүд юм. Илүү их багтаамж шаарддаг хэлхээний хувьд диэлектрик тогтмол өндөртэй материалыг ашиглаж болно, эсвэл диэлектрик тогтмол нь диэлектрик материалын давхаргыг LTCC диэлектрик керамик субстрат материалын давхаргын хооронд хавчуулж, диэлектрик тогтмол нь 20-100 хооронд байж болно. . Диэлектрик алдагдал нь радио давтамжийн төхөөрөмжийг зохион бүтээхэд анхаарах чухал үзүүлэлт юм. Энэ нь төхөөрөмжийн алдагдалтай шууд холбоотой юм. Онолын хувьд жижиг байх тусмаа сайн болно гэж найдаж байна. Одоогийн байдлаар радио давтамжийн төхөөрөмжид ашигладаг LTCC материалыг голчлон DuPont (951,943), Ferro (A6M, A6S), Heraeus (CT700, CT800 ба CT2000), Цахилгаан шинжлэх ухааны лабораториуд ашигладаг. Тэд диэлектрик тогтмол бүхий LTCC ногоон керамик соронзон хальсыг хангаад зогсохгүй тохирох утас материалаар хангах боломжтой.

LTCC материалын судалгааны бас нэг халуун асуудал бол шатдаг материалын нийцтэй байдал юм. Янз бүрийн диэлектрик давхаргыг (конденсатор, эсэргүүцэл, индуктив, дамжуулагч гэх мэт) хамт шатаах үед диэлектрик давхарга тус бүрийн гал асаах байдлыг сайн бүрдүүлэхийн тулд урвал ба интерфейсийн тархалтыг хянах шаардлагатай. интерфэйсийн давхаргын хоорондох агшилт Хурдац, хагарал, хагарал зэрэг согогийг багасгахын тулд хурд ба дулааны өргөтгөлийн хурд аль болох нийцдэг.

Ерөнхийдөө LTCC технологийг ашиглан керамик материалын агшилтын хэмжээ ойролцоогоор 15-20%байдаг. Хэрэв хоёулангийнх нь синтерийг тааруулж эсвэл нийцүүлэх боломжгүй бол интерфэйсийн давхарга нь синтер хийсний дараа хуваагдах болно; хэрэв хоёр материал өндөр температурт урвалд орвол үүссэн урвалын давхарга нь тухайн материалын анхны шинж чанарт нөлөөлнө. Өөр өөр диэлектрик тогтмол ба найрлагатай хоёр материалын хоорондох нийцтэй байдал, харилцан үйлчлэх чадварыг хэрхэн бууруулах нь судалгааны гол чиглэл юм. LTCC-ийг өндөр үзүүлэлттэй системд ашиглах үед агшилтын зан үйлийг хатуу хянах түлхүүр нь LTCC-ийн хамтран ажилладаг системийн агшилтын агшилтыг хянах явдал юм. XY чиглэлд LTCC-ийн хамтарсан гал асаах системийн агшилт ерөнхийдөө 12-16% байна. Даралтгүй агшаагч эсвэл даралтын тусламжтайгаар синтер хийх технологийн тусламжтайгаар XY чиглэлд тэг агшилтгүй материалыг олж авдаг [17,18]. Синтер хийх үед LTCC-ийн хамт шатаах давхаргын дээд ба доод хэсгийг LTCC-ийн давхар галын дээд ба доод хэсэгт агшилтын хяналтын давхарга болгон байрлуулна. Хяналтын давхарга ба олон давхаргын хоорондох тодорхой холболтын эффект ба хяналтын давхаргын хатуу агшилтын хурдны тусламжтайгаар X ба Y чиглэлийн дагуу LTCC бүтцийн агшилтын зан үйлийг хязгаарладаг. XY чиглэлд субстратын агшилтын алдагдлыг нөхөхийн тулд субстратыг Z чиглэлд агшилтын нөхөн олговор олгоно. Үүний үр дүнд, X ба Y чиглэлд LTCC бүтцийн хэмжээ өөрчлөгдөх нь ердөө 0.1%орчим байдаг бөгөөд ингэснээр синтер хийсний дараа утас, нүхний байрлал, нарийвчлалыг баталгаажуулж, төхөөрөмжийн чанарыг баталгаажуулдаг.