HTCC ve LTCC nedir

Güç cihazlarının, özellikle üçüncü nesil yarı iletkenlerin yükselişi ve uygulanmasıyla birlikte, yarı iletken cihazlar, ambalaj malzemelerinin performansı için daha yüksek gereksinimleri de ortaya koyan yüksek güç, minyatürleştirme, entegrasyon ve çok işlevli yönde yavaş yavaş gelişmektedir. Seramik substratlar, yüksek termal iletkenlik, iyi ısı direnci, düşük termal genleşme katsayısı, yüksek mekanik mukavemet, iyi yalıtım, korozyon direnci, radyasyon direnci vb. özelliklerine sahiptir ve elektronik cihaz ambalajında ​​yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bunların arasında, birlikte ateşlenen çok katmanlı seramik alt tabakalar, elektrot malzemeleri, alt tabakalar ve elektronik cihazların yüksek entegrasyon elde etmesi için bir kerede ateşlenebildikleri için kademeli olarak popüler hale getirilmekte ve yüksek güçlü cihaz ambalajlarında uygulanmaktadır.

Birlikte pişirilmiş çok katmanlı seramik alt tabakalar, laminasyon, sıcak presleme, zamk giderme, sinterleme ve diğer işlemler yoluyla birçok tek parça seramik alt tabakadan yapılır. Katman sayısı daha fazla yapılabildiğinden kablolama yoğunluğu yüksektir ve ara bağlantı uzunluğu mümkün olduğunca fazla olabilir. Bu nedenle, devre minyatürleştirme, yüksek yoğunluklu, çok işlevli, yüksek güvenilirlik, yüksek hız ve yüksek güç için elektronik tüm makinenin gereksinimlerini karşılayabilir.

Hazırlama sürecindeki sıcaklık farkına göre, birlikte pişirilmiş seramik alt tabakalar, yüksek sıcaklıkta birlikte pişirilmiş seramik (HTCC) çok katmanlı alt tabakalara ve düşük sıcaklıkta birlikte pişirilmiş seramik (LTCC) Çok katmanlı alt tabakaya ayrılabilir.

(a)HTCC seramik substrat ürünleri (b) LTCC seramik substrat ürünleri

Peki bu iki teknoloji arasındaki fark nedir?

Aslında ikisinin üretim süreci temelde aynıdır. Hepsinin bulamaç hazırlama, yeşil bant dökümü, yeşil gövdeyi kurutma, delikler yoluyla delme, serigrafi ve doldurma delikleri, serigrafi devreleri, laminasyon sinterleme ve son olarak dilimleme ve diğer işlem sonrası hazırlıklardan geçmesi gerekir. işlem. Bununla birlikte, HTCC teknolojisi, 1000 dereceden daha yüksek bir sinterleme sıcaklığına sahip bir birlikte ateşleme teknolojisidir. Genellikle, ayrıştırma işlemi 900 derecenin altındaki bir sıcaklıkta gerçekleştirilir ve daha sonra 1650 ila 1850 derecelik daha yüksek bir sıcaklıkta sinterlenir. HTCC ile karşılaştırıldığında, LTCC, genellikle 950 dereceden daha düşük olan daha düşük bir sinterleme sıcaklığına sahiptir. HTCC substratlar üzerindeki yüksek sinterleme sıcaklığı, büyük enerji tüketimi ve sınırlı metal iletken malzemelerin dezavantajları nedeniyle, LTCC teknolojisinin geliştirilmesi teşvik edilmiştir.

Tipik Çok Katmanlı Seramik Yüzey Üretim Süreci

Sinterleme sıcaklığındaki fark öncelikle malzeme seçimini etkiler, bu da hazırlanan ürünlerin özelliklerini etkiler ve iki ürünün farklı uygulama yönleri için uygun olmasına neden olur.

HTCC alt tabakalarının yüksek ateşleme sıcaklığı nedeniyle, altın, gümüş ve bakır gibi düşük erime noktalı metal malzemeler kullanılamaz. Tungsten, molibden, manganez gibi refrakter metal malzemeler kullanılmalıdır. Üretim maliyeti yüksektir ve bu malzemelerin elektrik iletkenliği düşüktür, bu da sinyal gecikmesine neden olur. ve diğer kusurlar, bu nedenle yüksek hızlı veya yüksek frekanslı mikro birleştirilmiş devre alt tabakaları için uygun değildir. Ancak malzemenin daha yüksek sinterleme sıcaklığı nedeniyle mekanik mukavemeti, ısıl iletkenliği ve kimyasal kararlılığı daha yüksektir. Aynı zamanda geniş malzeme kaynakları, düşük maliyet ve yüksek kablolama yoğunluğu avantajlarına sahiptir. , Daha yüksek termal iletkenlik, sızdırmazlık ve güvenilirlik gereksinimlerine sahip yüksek güçlü paketleme alanı daha fazla avantaja sahiptir.

LTCC substratı, seramik bulamaca amorf cam, kristalize cam, düşük erime noktalı oksit ve diğer malzemeleri ekleyerek sinterleme sıcaklığını düşürmektir. İletken malzeme olarak altın, gümüş ve bakır gibi elektriksel iletkenliği yüksek, erime noktası düşük metaller kullanılabilir. Sadece maliyeti düşürmekle kalmaz, aynı zamanda iyi bir performans elde eder. Cam seramiklerin düşük dielektrik sabiti ve yüksek frekans ve düşük kayıp performansı nedeniyle radyo frekansı, mikrodalga ve milimetre dalga cihazlarında uygulama için çok uygundur. Bununla birlikte, seramik bulamacına cam malzemelerin eklenmesi nedeniyle, alt tabakanın termal iletkenliği düşük olacaktır ve daha düşük sinterleme sıcaklığı da mekanik mukavemetini HTCC alt tabakanınkinden daha düşük hale getirir.

Bu nedenle, HTCC ve LTCC arasındaki fark, performansta hala bir değiş tokuş durumudur. Her birinin kendine göre avantaj ve dezavantajları vardır ve spesifik uygulama koşullarına göre uygun ürünlerin seçilmesi gerekmektedir.

HTCC ve LTCC farkı

Kısacası, HTCC substratları, olgun teknolojinin ve ucuz dielektrik malzemelerin avantajları nedeniyle uzun bir süre elektronik paketlemede önemli bir rol oynayacaktır. Doğal avantajları daha belirgin olacak ve yüksek frekans, yüksek hız ve yüksek güç geliştirme eğilimi için daha uygundur. Bununla birlikte, çeşitli alt tabaka malzemelerinin kendi avantajları ve dezavantajları vardır. Farklı uygulama devresi gereksinimleri nedeniyle, alt tabaka malzemelerinin performans gereksinimleri de farklıdır. Bu nedenle, çeşitli alt tabaka malzemeleri uzun bir süre birlikte var olacak ve birlikte gelişecektir.