Čo je HTCC a LTCC

S rozmachom a aplikáciou výkonových zariadení, najmä polovodičov tretej generácie, sa polovodičové súčiastky postupne vyvíjajú smerom k vysokému výkonu, miniaturizácii, integrácii a multifunkčnosti, čo kladie aj vyššie požiadavky na výkon obalových substrátov. Keramické substráty sa vyznačujú vysokou tepelnou vodivosťou, dobrou tepelnou odolnosťou, nízkym koeficientom tepelnej rozťažnosti, vysokou mechanickou pevnosťou, dobrou izoláciou, odolnosťou proti korózii, radiačnou odolnosťou atď., a sú široko používané v obaloch elektronických zariadení.

Spomedzi nich sa spoluvypaľované viacvrstvové keramické substráty postupne spopularizujú a aplikujú v obaloch vysokovýkonných zariadení, pretože môžu byť vypálené naraz pre elektródové materiály, substráty a elektronické zariadenia, aby sa dosiahla vysoká integrácia.

Spoločne vypálené viacvrstvové keramické substráty sú vyrobené z mnohých jednodielnych keramických substrátov prostredníctvom laminácie, lisovania za tepla, degumácie, spekania a iných procesov. Pretože počet vrstiev môže byť vyrobený viac, hustota zapojenia je vysoká a dĺžka prepojenia môže byť čo najväčšia. Preto môže spĺňať požiadavky celého elektronického stroja na miniaturizáciu obvodov, vysokú hustotu, multifunkčnosť, vysokú spoľahlivosť, vysokú rýchlosť a vysoký výkon.

Podľa rozdielu teplôt v procese prípravy možno spoločne vypálené keramické substráty rozdeliť na viacvrstvové substráty z vysokoteplotnej spoluvypaľovanej keramiky (HTCC) a viacvrstvové substráty z keramiky vypálené pri nízkej teplote (LTCC).

a)Výrobky keramických substrátov HTCC b) Výrobky keramických substrátov LTCC

Aký je teda rozdiel medzi týmito dvoma technológiami?

V skutočnosti je výrobný proces týchto dvoch v podstate rovnaký. Všetci musia prejsť prípravou kaše, odlievaním zelenej pásky, sušením zeleného korpusu, vŕtaním cez otvory, sieťotlačou a výplňou otvorov, sieťotlačovými obvodmi, laminovaním spekaním a nakoniec krájaním a ďalšími prípravami na následné spracovanie. proces. Avšak technológia HTCC je technológia spoločného spaľovania s teplotou spekania vyššou ako 1000 stupňov. Zvyčajne sa odstraňovanie spojiva uskutočňuje pri teplote nižšej ako 900 stupňov a potom sa speká pri vyššej teplote prostredia 1650 až 1850 stupňov. V porovnaní s HTCC má LTCC nižšiu teplotu spekania, vo všeobecnosti nižšiu ako 950 stupňov. Vzhľadom na nevýhody vysokej teploty spekania, obrovskej spotreby energie a obmedzených materiálov kovových vodičov na substrátoch HTCC sa podporil vývoj technológie LTCC.

Typický proces výroby viacvrstvového keramického substrátu

Rozdiel v teplote spekania najskôr ovplyvňuje výber materiálov, čo následne ovplyvňuje vlastnosti pripravených produktov, výsledkom čoho sú dva produkty vhodné pre rôzne smery aplikácie.

Kvôli vysokej teplote vypaľovania substrátov HTCC nemožno použiť kovové materiály s nízkou teplotou topenia, ako je zlato, striebro a meď. Musia sa použiť žiaruvzdorné kovové materiály ako volfrám, molybdén a mangán. Výrobné náklady sú vysoké a elektrická vodivosť týchto materiálov je nízka, čo spôsobí oneskorenie signálu. a iných defektov, preto nie je vhodný pre vysokorýchlostné alebo vysokofrekvenčné mikrozostavované obvodové substráty. Vďaka vyššej teplote spekania materiálu má však vyššiu mechanickú pevnosť, tepelnú vodivosť a chemickú stabilitu. Zároveň má výhody širokých zdrojov materiálu, nízkych nákladov a vysokej hustoty zapojenia. , Vysokovýkonné obalové pole s vyššími požiadavkami na tepelnú vodivosť, tesnenie a spoľahlivosť má viac výhod.

Substrát LTCC má znížiť teplotu spekania pridaním amorfného skla, kryštalického skla, oxidu s nízkou teplotou topenia a iných materiálov do keramickej kaše. Ako materiály vodičov možno použiť kovy ako zlato, striebro a meď s vysokou elektrickou vodivosťou a nízkou teplotou topenia. Nielenže znižuje náklady, ale tiež dosahuje dobrý výkon. A vďaka nízkej dielektrickej konštante a vysokej frekvencii a nízkemu stratovému výkonu sklokeramiky je veľmi vhodný na použitie v rádiofrekvenčných, mikrovlnných a milimetrových vlnových zariadeniach. Avšak v dôsledku pridania sklenených materiálov do keramickej kaše bude tepelná vodivosť substrátu nízka a nižšia teplota spekania tiež spôsobí, že jeho mechanická pevnosť bude nižšia ako u substrátu HTCC.

Rozdiel medzi HTCC a LTCC je preto stále situácia kompromisov vo výkone. Každý má svoje výhody a nevýhody a je potrebné vybrať vhodné produkty podľa konkrétnych podmienok aplikácie.

Rozdiel medzi HTCC a LTCC

Stručne povedané, substráty HTCC budú hrať hlavnú úlohu v elektronických obaloch na dlhú dobu kvôli výhodám vyspelej technológie a lacných dielektrických materiálov. Jeho prirodzené prednosti budú výraznejšie a je vhodnejší pre trend vývoja vysokej frekvencie, vysokej rýchlosti a vysokého výkonu. Rôzne podkladové materiály však majú svoje výhody a nevýhody. V dôsledku rôznych požiadaviek na aplikačný obvod sú požiadavky na výkon substrátových materiálov tiež odlišné. Preto budú rôzne substrátové materiály koexistovať a vyvíjať sa spolu po dlhú dobu.