Rekwiżiti materjali LTCC
Ir-rekwiżiti għall-proprjetajiet materjali tal-apparati LTCC jinkludu proprjetajiet elettriċi, proprjetajiet termomekkaniċi u proprjetajiet tal-proċess.

Il-kostanti dielettrika hija l-iktar proprjetà kritika tal-materjali LTCC. Peress li l-unità bażika tal-apparat tal-frekwenza tar-radju-it-tul tar-reżonatur huwa inversament proporzjonali għall-għerq kwadru tal-kostanti dielettrika tal-materjal, meta l-frekwenza tax-xogħol tal-apparat hija baxxa (bħal mijiet ta ‘MHz), jekk materjal b’kostant dielettriku baxx jintuża, l-apparat Id-daqs ikun kbir wisq biex jintuża. Għalhekk, l-aħjar huwa li tiġi serializzata l-kostanti dielettrika biex tkun adattata għal frekwenzi operattivi differenti.

It-telf dielettriku huwa wkoll parametru importanti kkunsidrat fid-disinn ta ‘apparat ta’ frekwenza tar-radju, u huwa relatat direttament mat-telf tal-apparat. Fit-teorija, l-iżgħar l-aħjar. Il-koeffiċjent tat-temperatura tal-kostanti dielettrika huwa parametru importanti li jiddetermina l-istabbiltà fit-temperatura tal-prestazzjoni elettrika tal-apparat tal-frekwenza tar-radju.

Sabiex tiġi żgurata l-affidabilità tal-apparati LTCC, ħafna proprjetajiet termomekkaniċi għandhom jiġu kkunsidrati wkoll meta jintgħażlu l-materjali. L-iktar wieħed kritiku huwa l-koeffiċjent ta ‘espansjoni termika, li għandu jaqbel kemm jista’ jkun mal-bord taċ-ċirkwit biex jiġi ssaldjat. Barra minn hekk, meta wieħed jikkunsidra l-ipproċessar u applikazzjonijiet futuri, materjali LTCC għandhom jissodisfaw ukoll ħafna rekwiżiti ta ‘prestazzjoni mekkanika, bħal saħħa tal-liwi σ, ebusija Hv, flatness tal-wiċċ, modulu elastiku E u ebusija tal-ksur KIC eċċ.

“Il-prestazzjoni tal-proċess ġeneralment tista ‘tinkludi l-aspetti li ġejjin: L-ewwelnett, tista’ tkun sinterizzata f’temperatura taħt id-900 ° C f’mikrostruttura densa u mhux poruża. It-tieni, it-temperatura tad-densifikazzjoni m’għandhiex tkun baxxa wisq, sabiex ma tevitax il-ħruġ ta ‘materja organika fil-pejst tal-fidda u ċ-ċinturin aħdar. It-tielet, wara li żżid materjali organiċi xierqa, tista ‘titfa’ ġo tejp aħdar uniformi, lixx u qawwi.

Klassifikazzjoni ta ‘materjali LTCC
Fil-preżent, il-materjali taċ-ċeramika LTCC huma magħmula prinċipalment minn żewġ sistemi, jiġifieri s-sistema “ħġieġ-ċeramika” u s-sistema “ħġieġ + ċeramika”. Id-doping b’ossidu ta ‘tidwib baxx jew ħġieġ ta’ tidwib baxx jista ‘jnaqqas it-temperatura ta’ sinterizzazzjoni ta ‘materjali taċ-ċeramika, iżda t-tnaqqis tat-temperatura ta’ sinterizzazzjoni huwa limitat, u l-prestazzjoni tal-materjal tkun imħassra fi gradi differenti. It-tfittxija għal materjali taċ-ċeramika b’temperatura baxxa ta ‘sinterizzazzjoni ġibdet l-attenzjoni tar-riċerkaturi. Il-varjetajiet ewlenin ta ‘materjali bħal dawn li qed jiġu żviluppati huma serje tal-borat tal-landa (BaSn (BO3) 2), serje germanate u tellurate, serje BiNbO4, serje Bi203-Zn0-Nb205, serje ZnO-TiO2 u materjali taċ-ċeramika oħra. Fis-snin riċenti, il-grupp ta ‘riċerka ta’ Zhou Ji fl-Università ta ‘Tsinghua kien impenjat għar-riċerka f’dan il-qasam.
Il-proprjetajiet tal-materjal LTCC
Il-prestazzjoni tal-prodotti LTCC tiddependi kompletament fuq il-prestazzjoni tal-materjali użati. Il-materjali taċ-ċeramika LTCC jinkludu prinċipalment materjali ta ‘sottostrat LTCC, materjali tal-ippakkjar u materjali tal-apparat tal-majkrowejv. Il-kostanti dielettrika hija l-iktar proprjetà kritika tal-materjali LTCC. Il-kostanti dielettrika hija meħtieġa li tkun serjalizzata fil-medda ta ‘2 sa 20000 biex tkun adattata għal frekwenzi operattivi differenti. Pereżempju, sottostrat bi permittività relattiva ta ‘3.8 huwa adattat għad-disinn ta’ ċirkwiti diġitali b’veloċità għolja; sottostrat b’permittività relattiva ta ‘6 sa 80 jista’ jlesti sew id-disinn ta ‘ċirkwiti ta’ frekwenza għolja; sottostrat b’permittività relattiva sa 20,000 jista ‘jagħmel apparat ta’ Kapaċità Għolja integrat fi struttura b’ħafna saffi. Il-frekwenza għolja hija xejra relattivament ovvja fl-iżvilupp ta ‘prodotti diġitali 3C. L-iżvilupp ta ‘materjali LTCC kostanti dielettriċi baxxi (ε≤10) biex jissodisfaw ir-rekwiżiti ta’ frekwenza għolja u veloċità għolja huwa sfida għal kif il-materjali LTCC jistgħu jadattaw għal applikazzjonijiet ta ‘frekwenza għolja. Il-kostanti dielettrika tas-sistema 901 ta ‘FerroA6 u DuPont hija 5.2 sa 5.9, il-4110-70C ta’ ESL hija 4.3 sa 4.7, il-kostanti dielettrika tas-sottostrat LTCC ta ‘NEC hija madwar 3.9, u l-kostanti dielettrika baxxa daqs 2.5 qiegħda taħt żvilupp.

Id-daqs tar-reżonatur huwa inversament proporzjonali għall-għerq kwadru tal-kostanti dielettrika, allura meta jintuża bħala materjal dielettriku, il-kostanti dielettrika hija meħtieġa biex tkun kbira biex tnaqqas id-daqs tal-apparat. Fil-preżent, il-limitu ta ‘telf ultra-baxx jew valur Q ultra-għoli, permittività relattiva (> 100) jew saħansitra> 150 materjal dielettriku huma hotspots ta’ riċerka. Għal ċirkwiti li jeħtieġu kapaċitanza akbar, jistgħu jintużaw materjali b’kostanta dielettrika għolja, jew saff ta ‘materjal dielettriku b’kostant dielettriku ikbar jista’ jiġi mdawwar bejn is-saff ta ‘materjal sottostrat taċ-ċeramika dielettrika LTCC, u l-kostanti dielettrika tista’ tkun bejn 20 u 100. Agħżel bejn . It-telf dielettriku huwa wkoll parametru importanti li għandu jiġi kkunsidrat fid-disinn ta ‘apparat ta’ frekwenza tar-radju. Huwa relatat direttament mat-telf tal-apparat. Fit-teorija, huwa ttamat li iktar ma jkun żgħir aħjar. Bħalissa, materjali LTCC użati f’apparati ta ‘frekwenza tar-radju huma prinċipalment DuPont (951,943), Ferro (A6M, A6S), Heraeus (CT700, CT800 u CT2000) u Laboratorji Elettro-xjentifiċi. Ma jistgħux jipprovdu biss tejp taċ-ċeramika ħadra LTCC serjalizzat b’kostanti dielettrika, iżda jipprovdu wkoll materjali tal-wajers li jaqblu.

Kwistjoni oħra taħraq fir-riċerka ta ‘materjali LTCC hija l-kompatibilità ta’ materjali li jaħarqu flimkien. Meta tikkombina saffi dielettriċi differenti (capacitors, reżistenzi, induttanzi, kondutturi, eċċ.), Ir-reazzjoni u d-diffużjoni tal-interface bejn interfaces differenti għandhom jiġu kkontrollati biex it-tqabbil co-firing ta ‘kull saff dielettriku jkun tajjeb, u r-rata ta’ densità u s-sinterizzazzjoni jinxtorob bejn is-saffi tal-interface Ir-rata u r-rata ta ‘espansjoni termali huma konsistenti kemm jista’ jkun biex inaqqsu l-okkorrenza ta ‘difetti bħal spalling, warping u cracking.

Ġeneralment, ir-rata tat-tnaqqis tal-materjali taċ-ċeramika li jużaw it-teknoloġija LTCC hija madwar 15-20%. Jekk is-sinterizzazzjoni tat-tnejn ma tistax tkun imqabbla jew kompatibbli, is-saff tal-interface jinqasam wara s-sinterizzazzjoni; jekk iż-żewġ materjali jirreaġixxu f’temperatura għolja, is-saff ta ‘reazzjoni li jirriżulta jaffettwa l-karatteristiċi oriġinali tal-materjali rispettivi. Il-kompatibilità ta ‘żewġ materjali b’kostanti u kompożizzjonijiet dielettriċi differenti u kif tista’ titnaqqas ir-reattività reċiproka huma l-fokus tar-riċerka. Meta LTCC jintuża f’sistemi ta ‘prestazzjoni għolja, iċ-ċavetta għal kontroll strett tal-imġieba li tinxtorob hija li tikkontrolla t-tnaqqis tas-sinterizzazzjoni tas-sistema LTCC li taħdem flimkien. It-tnaqqis tas-sistema LTCC co-sparata tul id-direzzjoni XY huwa ġeneralment 12% sa 16%. Bl-għajnuna ta ‘sinterizzazzjoni mingħajr pressjoni jew teknoloġija ta’ sinterizzazzjoni megħjuna bil-pressjoni, jinkisbu materjali b’ċekken żero fid-direzzjoni XY [17,18]. Meta tgħaqqad, in-naħa ta ’fuq u ta’ isfel tas-saff ta ’l-LTCC imqabbad jitqiegħdu fuq in-naħa ta’ fuq u ta ’isfel tas-saff ta’ l-LTCC li jaħarqu flimkien bħala saff ta ’kontroll li jinxtorob. Bl-għajnuna ta ‘ċertu effett ta’ rbit bejn is-saff ta ‘kontroll u l-saff ta’ ħafna u r-rata ta ‘tnaqqis stretta tas-saff ta’ kontroll, l-imġieba ta ‘tnaqqis ta’ l-istruttura LTCC tul id-direzzjonijiet X u Y hija ristretta. Sabiex tikkumpensa għat-telf li jinxtorob tas-sottostrat fid-direzzjoni XY, is-sottostrat jiġi kkumpensat għat-tnaqqis fid-direzzjoni Z. Bħala riżultat, il-bidla fid-daqs tal-istruttura LTCC fid-direzzjonijiet X u Y hija biss madwar 0.1%, u b’hekk tiżgura l-pożizzjoni u l-eżattezza tal-wajers u t-toqob wara s-sinterizzazzjoni, u tiżgura l-kwalità tal-apparat.