Ce este HTCC și LTCC

Odată cu creșterea și aplicarea dispozitivelor de putere, în special a semiconductorilor de a treia generație, dispozitivele semiconductoare se dezvoltă treptat în direcția puterii mari, miniaturizării, integrării și multifuncționalei, ceea ce prezintă, de asemenea, cerințe mai mari pentru performanța substraturilor de ambalare. Substraturile ceramice au caracteristicile de conductivitate termică ridicată, rezistență bună la căldură, coeficient de dilatare termică scăzut, rezistență mecanică ridicată, izolație bună, rezistență la coroziune, rezistență la radiații etc., și sunt utilizate pe scară largă în ambalarea dispozitivelor electronice.

Printre acestea, substraturile ceramice multi-strat co-fired sunt popularizate treptat și aplicate în ambalajele dispozitivelor de mare putere, deoarece pot fi trase la un moment dat pentru materiale electrod, substraturi și dispozitive electronice pentru a obține o integrare ridicată.

Substraturile ceramice multi-strat co-focoase sunt realizate din multe substraturi ceramice dintr-o singură bucată prin laminare, presare la cald, degumming, sinterizare și alte procese. Deoarece numărul de straturi poate fi făcut mai mult, densitatea de cablare este mare, iar lungimea interconectării poate fi cât mai mult posibil. Prin urmare, poate satisface cerințele întregii mașini electronice pentru miniaturizarea circuitelor, densitate mare, multifuncțională, fiabilitate ridicată, viteză mare și putere mare.

În funcție de diferența de temperatură din procesul de preparare, substraturile ceramice co-focate pot fi împărțite în substraturi multistrat ceramice co-focate (HTCC) la temperaturi ridicate și substrat multistrat ceramic co-focat (LTCC) la temperaturi scăzute.

(a) Produse htcc substrat ceramic (b) produse de substrat ceramic LTCC

Deci, care este diferența dintre aceste două tehnologii?

De fapt, procesul de producție al celor doi este practic același. Toate acestea trebuie să treacă prin pregătirea dejecțiilor lichide, turnarea benzii verzi, uscarea corpului verde, forarea prin găuri, serigrafie și găuri de umplere, circuite de serigrafie, sinterizare laminare și, în cele din urmă, feliere și alte preparate post-procesare. proces. Cu toate acestea, tehnologia HTCC este o tehnologie de co-ardere cu o temperatură de sinterizare mai mare de 1000 °C. De obicei, tratamentul de debinding se efectuează la o temperatură sub 900 °C și apoi se sinterizează la o temperatură mai ridicată de 1650 până la 1850 °C. În comparație cu HTCC, LTCC are o temperatură de sinterizare mai scăzută, în general mai mică de 950 °C. Datorită dezavantajelor temperaturii ridicate de sinterizare, a consumului imens de energie și a materialelor limitate ale conductorilor metalici pe substraturile HTCC, a fost promovată dezvoltarea tehnologiei LTCC.

Procesul tipic de fabricare a substratului ceramic multistrat

Diferența de temperatură de sinterizare afectează mai întâi alegerea materialelor, ceea ce, la rândul său, afectează proprietățile produselor preparate, rezultând că cele două produse sunt potrivite pentru direcții de aplicare diferite.

Datorită temperaturii ridicate de ardere a substraturilor HTCC, nu pot fi utilizate materiale metalice cu punct de topire scăzut, cum ar fi aurul, argintul și cuprul. Trebuie utilizate materiale metalice refractare, cum ar fi wolframul, molibdenul și manganul. Costul de producție este ridicat, iar conductivitatea electrică a acestor materiale este scăzută, ceea ce va provoca întârzierea semnalului. și alte defecte, deci nu este potrivit pentru substraturi de circuite micro-asamblate de mare viteză sau de înaltă frecvență. Cu toate acestea, datorită temperaturii mai mari de sinterizare a materialului, acesta are o rezistență mecanică mai mare, conductivitate termică și stabilitate chimică. În același timp, are avantajele unor surse largi de materiale, costuri reduse și densitate mare de cablare. , Câmpul de ambalare de mare putere cu cerințe mai mari de conductivitate termică, etanșare și fiabilitate are mai multe avantaje.

Substratul LTCC este de a reduce temperatura de sinterizare prin adăugarea de sticlă amorfă, sticlă cristalizată, oxid punct de topire scăzut și alte materiale la dejecțiile lichide ceramice. Metale precum aurul, argintul și cuprul cu conductivitate electrică ridicată și punct de topire scăzut pot fi utilizate ca materiale conductor. Nu numai că reduce costurile, dar obține și performanțe bune. Și datorită constantei dielectrice scăzute și a frecvenței ridicate și a performanței cu pierderi scăzute a ceramicii din sticlă, este foarte potrivit pentru aplicarea în dispozitivele de frecvență radio, microunde și unde milimetrice. Cu toate acestea, datorită adăugării de materiale de sticlă la suspensia ceramică, conductivitatea termică a substratului va fi scăzută, iar temperatura mai scăzută de sinterizare face ca rezistența sa mecanică să fie inferioară celei a substratului HTCC.

Prin urmare, diferența dintre HTCC și LTCC este încă o situație de compromisuri în performanță. Fiecare are propriile avantaje și dezavantaje și este necesar să selectați produsele adecvate în funcție de condițiile specifice de aplicare.

Diferența HTCC și LTCC

Pe scurt, substraturile HTCC vor juca un rol major în ambalajele electronice pentru o lungă perioadă de timp datorită avantajelor tehnologiei mature și a materialelor dielectrice ieftine. Avantajele sale naturale vor fi mai proeminente și este mai potrivit pentru tendința de dezvoltare de înaltă frecvență, viteză mare și putere mare. Cu toate acestea, diferite materiale de substrat au propriile avantaje și dezavantaje. Datorită cerințelor diferite ale circuitului de aplicare, cerințele de performanță ale materialelor de substrat sunt, de asemenea, diferite. Prin urmare, diferite materiale de substrat vor coexista și se vor dezvolta împreună pentru o lungă perioadă de timp.