Co je HTCC a LTCC

S rozmachem a aplikací výkonových zařízení, zejména polovodičů třetí generace, se polovodičová zařízení postupně vyvíjejí směrem k vysokému výkonu, miniaturizaci, integraci a multifunkčnosti, což také klade vyšší požadavky na výkon obalových substrátů. Keramické substráty se vyznačují vysokou tepelnou vodivostí, dobrou tepelnou odolností, nízkým koeficientem tepelné roztažnosti, vysokou mechanickou pevností, dobrou izolací, odolností proti korozi, radiační odolností atd., a jsou široce používány v obalech elektronických zařízení.

Mezi nimi jsou společně vypalované vícevrstvé keramické substráty postupně popularizovány a používány v balení vysoce výkonných zařízení, protože mohou být vypalovány najednou pro elektrodové materiály, substráty a elektronická zařízení, aby se dosáhlo vysoké integrace.

Spoluvypalované vícevrstvé keramické substráty jsou vyrobeny z mnoha jednodílných keramických substrátů prostřednictvím laminace, lisování za tepla, degumování, slinování a dalších procesů. Vzhledem k tomu, že počet vrstev může být vyroben více, hustota kabeláže je vysoká a délka propojení může být co největší. Proto může splňovat požadavky elektronického celého stroje na miniaturizaci obvodů, vysokou hustotu, multifunkčnost, vysokou spolehlivost, vysokou rychlost a vysoký výkon.

Podle rozdílu teplot v procesu přípravy lze společně vypalované keramické substráty rozdělit na vícevrstvé substráty z vysokoteplotní společně vypalované keramiky (HTCC) a vícevrstvé substráty z nízkoteplotní společně vypalované keramiky (LTCC).

a)Výrobky keramických substrátů HTCC b) Výrobky keramických substrátů LTCC

Jaký je tedy rozdíl mezi těmito dvěma technologiemi?

Ve skutečnosti je výrobní proces těchto dvou v podstatě stejný. Všichni musí projít přípravou kejdy, litím zelené pásky, sušením zeleného tělesa, vrtáním přes otvory, sítotiskem a plněním otvorů, sítotiskovými obvody, laminovacím slinováním a nakonec krájením a dalšími postprocessingovými přípravami. proces. Technologie HTCC je však technologie spoluvypalování s teplotou slinování vyšší než 1000 stupňů. Obvykle se odstraňování pojiva provádí při teplotě pod 900 stupňů a poté se slinuje při vyšší teplotě prostředí 1650 až 1850 stupňů. Ve srovnání s HTCC má LTCC nižší teplotu slinování, obecně nižší než 950 stupňů. Vzhledem k nevýhodám vysoké teploty slinování, velké spotřebě energie a omezeným materiálům kovových vodičů na substrátech HTCC byl podporován vývoj technologie LTCC.

Typický proces výroby vícevrstvého keramického substrátu

Rozdíl v teplotě spékání nejprve ovlivňuje výběr materiálů, které následně ovlivňují vlastnosti připravovaných produktů, což má za následek, že oba produkty jsou vhodné pro různé směry aplikace.

Vzhledem k vysoké teplotě vypalování substrátů HTCC nelze použít kovové materiály s nízkou teplotou tání, jako je zlato, stříbro a měď. Musí být použity žáruvzdorné kovové materiály jako wolfram, molybden a mangan. Výrobní náklady jsou vysoké a elektrická vodivost těchto materiálů je nízká, což způsobí zpoždění signálu. a jiných vad, proto není vhodný pro vysokorychlostní nebo vysokofrekvenční mikroosazené obvodové substráty. Díky vyšší teplotě spékání materiálu má však vyšší mechanickou pevnost, tepelnou vodivost a chemickou stabilitu. Zároveň má výhody širokých zdrojů materiálu, nízké ceny a vysoké hustoty zapojení. , Pole vysoce výkonných obalů s vyššími požadavky na tepelnou vodivost, těsnění a spolehlivost má více výhod.

Substrát LTCC má snížit teplotu slinování přidáním amorfního skla, krystalizovaného skla, oxidu s nízkou teplotou tání a dalších materiálů do keramické kaše. Kovy jako zlato, stříbro a měď s vysokou elektrickou vodivostí a nízkým bodem tání mohou být použity jako vodicí materiály. Nejenže snižuje náklady, ale také dosahuje dobrého výkonu. A vzhledem k nízké dielektrické konstantě a vysoké frekvenci a nízké ztrátě výkonu sklokeramiky je velmi vhodný pro použití v radiofrekvenčních, mikrovlnných a milimetrových vlnových zařízeních. Avšak v důsledku přidání skleněných materiálů do keramické kaše bude tepelná vodivost substrátu nízká a nižší teplota slinování také způsobí, že jeho mechanická pevnost je horší než u substrátu HTCC.

Rozdíl mezi HTCC a LTCC je tedy stále situace kompromisů ve výkonu. Každý má své výhody a nevýhody a je nutné vybrat vhodné produkty podle konkrétních podmínek použití.

Rozdíl mezi HTCC a LTCC

Stručně řečeno, substráty HTCC budou hrát hlavní roli v elektronických obalech po dlouhou dobu díky výhodám vyspělé technologie a levných dielektrických materiálů. Jeho přirozené přednosti budou výraznější a je vhodnější pro vývojový trend vysoké frekvence, vysoké rychlosti a vysokého výkonu. Různé podkladové materiály však mají své výhody a nevýhody. Vzhledem k různým požadavkům na aplikační obvody se také liší požadavky na výkon substrátových materiálů. Různé substrátové materiály proto budou koexistovat a vyvíjet se společně po dlouhou dobu.