Proceso de fabricación de sustrato de PCB cerámico multicapa.: Tecnología HTCC y LTCC
Multicapa sustrato cerámico También se conoce como concha de cerámica., carcasa de tubo de cerámica. Actualmente, la mayoría de los sustratos cerámicos multicapa se fabrican utilizando tecnología cerámica de cocción conjunta: tecnología cerámica de cocción conjunta a alta temperatura. (HTCC), tecnología cerámica cocida a baja temperatura (LTCC) para lograr la corriente principal de la fabricación a gran escala de sustratos cerámicos multicapa.
En este artículo, Nos centraremos en analizar las ventajas y aplicaciones de los dos procesos HTCC y LTCC., Facilitar la selección de procesos de fabricación que tengan una dirección más clara.. Los detalles son los siguientes:
¿Qué es HTCC??
HTCC (Cerámica cocida a alta temperatura), utilizando materiales como el tungsteno, molibdeno, molibdeno, Pasta de resistencia de calentamiento de manganeso y otros metales de alto punto de fusión de acuerdo con los requisitos del diseño del circuito de calefacción impreso en 92 ~ 96% del tocho cerámico fundido de alúmina, 4 ~ 8% aditivos de sinterización, y luego apilado en varias capas, a una temperatura alta de 1,500 ~ 1,600 ℃ co-disparado en uno. El producto se cocine a temperaturas de 1500 a 1600 ℃..
Por lo tanto, Tiene las ventajas de resistencia a la corrosión., resistencia a altas temperaturas, larga vida útil, alta eficiencia y ahorro de energía, temperatura uniforme, buena conductividad térmica, compensación térmica rápida, etc.. Además, no contiene plomo, cadmio, mercurio, cromo hexavalente, bifenilos polibromados (PBB), Éteres de difenilo polibromados (PBDE), y otras sustancias peligrosas, y cumple con los requisitos de protección ambiental de la Unión Europea, como RoHS.
Debido a la alta temperatura de cocción, HTCC no puede utilizar materiales metálicos de bajo punto de fusión como el oro., plata, cobre, etc.. Materiales metálicos refractarios como el tungsteno., molibdeno, manganeso, etc.. debe ser usado, y la baja conductividad eléctrica de estos materiales causará defectos como señales retrasadas, y por lo tanto no son adecuados para fabricar el sustrato de circuitos de microensamblajes de alta velocidad o alta frecuencia.. Sin embargo, Los sustratos HTCC tienen una amplia gama de aplicaciones en circuitos de microensamblajes de alta potencia debido a sus ventajas de alta resistencia estructural., alta conductividad térmica, buena estabilidad química y alta densidad de cableado.
¿Qué es LTCC??
Tecnología cerámica cocida a baja temperatura LTCC (Cerámica cocida a baja temperatura) es un polvo cerámico sinterizado a baja temperatura hecho de cinta cerámica en bruto con espesor y densidad precisos, en la cinta cerámica en bruto mediante perforación láser, inyección de lodo microvia, Impresión de pasta conductora de precisión y otros procesos para crear los gráficos de circuito requeridos., y una serie de componentes pasivos (P.EJ., condensadores de baja tolerancia, resistencias, filtros.), convertidores de impedancia, acopladores, etc.. enterrado en un sustrato cerámico multicapa, y luego apilados juntos, Convertidor de impedancia, acoplador, etc.) enterrado en un sustrato cerámico multicapa, y luego apilados juntos, Los electrodos interior y exterior se pueden utilizar respectivamente plata., cobre, oro y otros metales, sinterizado en 900 ℃, hechos de espacio tridimensional no interfieren con los circuitos de alta densidad de cada uno, pero también hecho de componentes pasivos incorporados del sustrato del circuito tridimensional, cuya superficie se puede montar en el IC y dispositivos activos, compuesto por módulos funcionales integrados pasivos/activos, Puede haber más circuitos. Esto hace posible miniaturizar aún más los circuitos y aumentar la densidad., y es especialmente adecuado para componentes de comunicación de alta frecuencia.
Los componentes integrados de LTCC incluyen una variedad de sustratos que llevan o están integrados en una variedad de componentes activos o pasivos del producto., El programa de productos de componentes integrados incluye componentes., sustratos y módulos.
Tecnología HTCC frente a tecnología LTCC
Tecnología cerámica cocida a alta temperatura.
▶Materiales aislantes: alúmina, nitruro de aluminio, revestimiento de óxido, etc..
▶Material conductor: tungsteno, platino, platino-manganeso, etc..
▶Temperatura de co-combustión: superior a 1400 ℃
▶Ventajas: alta resistencia mecánica, alta conductividad térmica, bajo costo de materiales, químicamente estable.
▶Desventajas: alta resistencia, alto costo de fabricación
Tecnología cerámica cocida a baja temperatura.
▶Materiales aislantes: vidrio microcristalino, cerámico + sistema compuesto de vidrio, vidrio amorfo, etc..
▶Materiales conductores: oro, plata, cobre, ventaja – plata, etc..
▶Temperatura de co-combustión: por debajo de 900°C
▶Ventajas: baja resistencia, bajo coste de fabricación, bajo coeficiente de expansión térmica, Baja constante dieléctrica y fácil de ajustar., Se pueden enterrar dispositivos pasivos., las características de alta frecuencia son excelentes, y se puede producir con un ancho de línea tan bajo como 50 um de circuitos finos.
▶Desventajas: baja resistencia mecánica, baja conductividad térmica, alto costo de material.
Beneficios de la tecnología
Ventajas de la tecnología HTCC
HTCC debido al uso de tungsteno., platino, y otros metales de alto punto de fusión, Estos metales aumentan en gran medida la pérdida de RF del componente.. Las ventajas son una alta resistencia estructural., buena estabilidad química y alta densidad de cableado, y su conductividad térmica es tan alta como 20W/mK, que es mucho mayor que la eficiencia térmica del sustrato LTCC. En contraste, La conductividad térmica del sustrato LTCC es de solo 3W/mK., lo que dificulta la disipación del calor en la estructura de placas de alta densidad y daña fácilmente el chip.
Ventajas de la tecnología LTCC
(1) tiene buenas propiedades eléctricas y mecánicas, como características de alta frecuencia, buena estabilidad de temperatura de la frecuencia de resonancia, La constante dieléctrica cubre un amplio rango., el coeficiente de expansión térmica es cercano al del silicio.
(2) Tiene alta estabilidad y confiabilidad del sistema..
(3)Can produce 3D microstructures including cavities and channels.
(4)Possesses high level of integration characteristics (sensores, conductores, microfluidic control, electronic and optoelectronic systems for LTCC, etc.) ;y
(5) Very good characteristics at high voltage.
(6) High voltage characteristics and high vacuum. Además, LTCC manufacturing industry is simple, fast and inexpensive, with low capital investment, short cycle time and high profitability.
Application of HTCC technology
High-temperature co-fired ceramic products mainly include ceramic multilayer substrates, ceramic packaging shells, UVLED brackets, VCSEL brackets, various types of heating pads, thermal bridges, etc., which are mainly used in microwave device packaging, large-scale integrated circuit packaging, hybrid integrated circuit packaging, optoelectronic device packaging, SMD packaging, LED chip packaging, semiconductor packaging and other packaging fields. HTCC ceramic substrate can be sintered with metal materials such as deforestation alloy to make HTCC package shell, which greatly saves the wiring space.
Application of LTCC technology
LTCC products have a wide range of applications, such as various types of cell phones, Bluetooth modules, GPS, PDA, cámaras digitales, WLAN, Electrónica automotriz, optical drives and so on. Entre ellos, the use of cell phones occupies the main part, acerca de 80% above; followed by Bluetooth module and WLAN. due to the high reliability of LTCC products, the application in automotive electronics is also rising. LTCC products used in cell phones include LC filters, duplexers, function modules, transceiver switching function modules, balanced-unbalanced converters, acopladores, power dividers, common mode chokes and so on.
