Процесс изготовления многослойной керамической подложки для печатных плат: Технология HTCC и LTCC

/в /от

Многослойный керамический субстрат также известен как керамическая оболочка, керамический корпус трубки. В настоящий момент, большая часть многослойных керамических подложек изготавливается с использованием технологии совместного обжига керамики – технологии высокотемпературной керамики совместного обжига. (HTCC), технология низкотемпературного совместного обжига керамики (LTCC) добиться массового производства многослойных керамических подложек.

В этой статье, мы сосредоточимся на анализе преимуществ и применений двух процессов HTCC и LTCC., облегчить выбор производственных процессов, имеющих более четкое направление. Подробности следующие:

Что такое ХТСС?

HTCC (Высокотемпературная керамика совместного обжига), использование таких материалов, как вольфрам, молибден, молибден, Паста для нагревательных резисторов из марганца и других металлов с высокой температурой плавления в соответствии с требованиями проекта схемы нагрева, напечатанными на 92 ~ 96% керамической заготовки, отлитой из глинозема, 4 ~ 8% спекающие добавки, а затем многослойно сложены, при высокой температуре 1,500 ~ 1,600 ℃ совмещены в одном. Продукт подвергается совместному обжигу при температуре 1500～1600℃..

Поэтому, он имеет преимущества коррозионной стойкости, Высокая температурная стойкость, длительный срок службы, высокая эффективность и энергосбережение, равномерная температура, хорошая теплопроводность, быстрая термокомпенсация, и т. д.. Более того, он не содержит свинца, кадмий, Меркурий, шестивалентный хром, полибромированные дифенилы (ПБД), полибромированные дифениловые эфиры (ПБДЭ), и другие опасные вещества, и соответствует требованиям защиты окружающей среды Европейского Союза., такие как RoHS.

Из-за высокой температуры обжига, HTCC не может использовать металлические материалы с низкой температурой плавления, такие как золото., серебро, медь, и т. д.. Тугоплавкие металлические материалы, такие как вольфрам., молибден, марганец, и т. д.. необходимо использовать, а низкая электропроводность этих материалов приведет к таким дефектам, как задержка сигналов., и поэтому они не подходят для изготовления подложек высокоскоростных или высокочастотных микросборочных схем.. Однако, Подложки HTCC имеют широкий спектр применения в схемах мощных микросборок благодаря своим преимуществам, заключающимся в высокой структурной прочности., высокая теплопроводность, хорошая химическая стабильность и высокая плотность проводки.

Что такое ЛТКК?

Низкотемпературная технология совместного обжига керамики LTCC (Низкотемпературная керамика совместного обжига) представляет собой низкотемпературный спеченный керамический порошок, изготовленный из необработанной керамической ленты точной толщины и плотности., в необработанной керамической ленте с использованием лазерной перфорации, инъекция суспензии микровиа, прецизионная печать проводниковой пастой и другие процессы для создания необходимой схемной графики, и ряд пассивных компонентов (НАПРИМЕР., конденсаторы с низким допуском, резисторы, фильтры.), преобразователи импеданса, муфты, и т. д.. погружен в многослойную керамическую подложку, а затем сложены вместе, Преобразователь импеданса, муфта, и т. д.) погружен в многослойную керамическую подложку, а затем сложены вместе, внутренний и внешний электроды могут быть соответственно серебряными., медь, золото и другие металлы, спеченный в 900 ℃, состоят из трехмерного пространства, не мешают друг другу в цепях высокой плотности, но также изготовлен из встроенных пассивных компонентов подложки трехмерной схемы, на поверхность которого можно монтировать микросхемы и активные устройства, изготовлен из пассивных/активных интегрированных функциональных модулей, может быть дополнительная схема. Это позволяет еще больше миниатюризировать схемы и увеличить плотность., и особенно подходит для компонентов высокочастотной связи.

Интегрированные компоненты LTCC включают в себя множество подложек, несущих или встроенных в различные активные или пассивные компоненты продукта., программа интегрированных компонентов включает в себя компоненты, подложки и модули.

Технология HTCC против технологии LTCC

Технология высокотемпературного совместного обжига керамики

▶Изоляционные материалы: глинозем, алюминиевый нитрид, оксидное покрытие, и т. д..
▶Материал проводника: вольфрам, платина, платиново-марганцевый, и т. д..
▶Температура совместного обжига: выше 1400 ℃
▶Преимущества: Высокая механическая прочность, высокая теплопроводность, низкая стоимость материала, химически стабильный.
▶Недостатки: высокое сопротивление включения, высокая стоимость изготовления


Технология низкотемпературного совместного обжига керамики

▶Изоляционные материалы: микрокристаллическое стекло, керамический + стеклянная композитная система, аморфное стекло, и т. д..
▶Материалы проводников: золото, серебро, медь, преимущество – серебро, и т. д..
▶Температура совместного обжига: ниже 900°С
▶Преимущества: низкое сопротивление включения, низкая стоимость изготовления, низкий коэффициент теплового расширения, низкая диэлектрическая проницаемость и простота настройки, можно закапывать пассивные устройства, ВЧ характеристики отличные, и может быть произведен с шириной линии всего 50 хм тонких схем.
▶Недостатки: низкая механическая прочность, низкая теплопроводность, высокая стоимость материала.

Технологические преимущества


Преимущества технологии HTCC

HTCC из-за использования вольфрама, платина, и другие металлы с высокой температурой плавления., эти металлы значительно увеличивают радиочастотные потери компонента. Преимущества – высокая прочность конструкции., хорошая химическая стабильность и высокая плотность проводки, а его теплопроводность достигает 20 Вт/мК., что намного превышает термический КПД подложки LTCC.. В отличие, теплопроводность подложки LTCC составляет всего 3 Вт/мК., что затрудняет рассеивание тепла в структуре плат высокой плотности и легко приводит к повреждению чипа.


Преимущества технологии LTCC

(1) имеет хорошие электрические и механические свойства, такие как высокочастотные характеристики, хорошая температурная стабильность резонансной частоты, Диэлектрическая проницаемость охватывает широкий диапазон, коэффициент теплового расширения близок к кремнию.

(2) Имеет высокую стабильность и надежность системы..

(3)Может создавать 3D-микроструктуры, включая полости и каналы..

(4)Обладает высоким уровнем интеграционных характеристик. (датчики, водители, микрофлюидный контроль, электронные и оптико-электронные системы для LTCC, и т. д.) ;и

(5) Очень хорошие характеристики при высоком напряжении..

(6) Характеристики высокого напряжения и высокого вакуума. Кроме того, Производственная отрасль LTCC проста, быстро и недорого, с небольшими капитальными вложениями, короткое время цикла и высокая рентабельность.

Применение технологии HTCC

Изделия из высокотемпературной керамики совместного обжига в основном включают керамические многослойные подложки., керамические упаковочные оболочки, УФ-светодиодные кронштейны, Кронштейны VCSEL, различные виды грелок, тепловые мосты, и т. д., которые в основном используются в упаковке микроволновых устройств, крупногабаритная упаковка интегральной схемы, гибридная упаковка интегральной схемы, упаковка оптоэлектронных устройств, SMD упаковка, Упаковка светодиодного чипа, полупроводниковая упаковка и другие области упаковки. Керамическую подложку HTCC можно спекать с металлическими материалами, такими как сплав вырубки лесов, для изготовления оболочки корпуса HTCC., что значительно экономит место для проводки.

Применение технологии LTCC

Продукты LTCC имеют широкий спектр применения., например, различные типы мобильных телефонов, Bluetooth-модули, GPS, КПК, цифровые камеры, WLAN, Автомобильная электроника, оптические приводы и так далее. Среди них, использование мобильных телефонов занимает основную часть, о 80% выше; за которым следуют модуль Bluetooth и WLAN. благодаря высокой надежности продукции LTCC, применение в автомобильной электронике также растет. Продукты LTCC, используемые в сотовых телефонах, включают LC-фильтры., дуплексеры, функциональные модули, функциональные модули переключения трансиверов, балансно-несбалансированные преобразователи, муфты, делители мощности, синфазные дроссели и т. д..