Che cos'è HTCC e LTCC

Con l'ascesa e l'applicazione dei dispositivi di potenza, in particolare i semiconduttori di terza generazione, i dispositivi a semiconduttore si stanno gradualmente sviluppando nella direzione dell'alta potenza, della miniaturizzazione, dell'integrazione e del multifunzionale, che propone anche requisiti più elevati per le prestazioni dei substrati di imballaggio. I substrati ceramici hanno le caratteristiche di elevata conduttività termica, buona resistenza al calore, basso coefficiente di dilatazione termica, elevata resistenza meccanica, buon isolamento, resistenza alla corrosione, resistenza alle radiazioni, ecc. e sono ampiamente utilizzati nella confezione di dispositivi elettronici.

Tra questi, i substrati ceramici multistrato co-cotti vengono gradualmente diffusi e applicati nella confezione di dispositivi ad alta potenza perché possono essere cotti contemporaneamente per materiali per elettrodi, substrati e dispositivi elettronici per ottenere un'elevata integrazione.

I substrati ceramici multistrato co-cotti sono costituiti da molti substrati ceramici monoblocco mediante laminazione, pressatura a caldo, sgommatura, sinterizzazione e altri processi. Poiché è possibile aumentare il numero di strati, la densità del cablaggio è elevata e la lunghezza di interconnessione può essere il più possibile. Pertanto, può soddisfare i requisiti dell'intera macchina elettronica per la miniaturizzazione del circuito, alta densità, multifunzione, alta affidabilità, alta velocità e alta potenza.

In base alla differenza di temperatura nel processo di preparazione, i substrati ceramici co-cotturati possono essere suddivisi in substrati multistrato ceramici co-cottura ad alta temperatura (HTCC) e substrato multistrato ceramico co-cotturato a bassa temperatura (LTCC).

(a) Prodotti di substrato ceramico HTCC (b) Prodotti di substrato ceramico LTCC

Allora, qual è la differenza tra queste due tecnologie?

In effetti, il processo produttivo dei due è sostanzialmente lo stesso. Tutti devono passare attraverso la preparazione dell'impasto liquido, la colata del nastro verde, l'essiccazione del corpo verde, la perforazione dei fori, la serigrafia e il riempimento dei fori, i circuiti di serigrafia, la sinterizzazione della laminazione e infine l'affettatura e altre preparazioni di post-elaborazione. processi. Tuttavia, la tecnologia HTCC è una tecnologia di co-cottura con una temperatura di sinterizzazione superiore a 1000 gradi. Solitamente, il trattamento di deceraggio viene eseguito a una temperatura inferiore a 900 gradi e quindi sinterizzato a una temperatura ambiente superiore da 1650 a 1850 gradi. Rispetto a HTCC, LTCC ha una temperatura di sinterizzazione inferiore, generalmente inferiore a 950 gradi. A causa degli svantaggi dell'elevata temperatura di sinterizzazione, dell'enorme consumo di energia e dei materiali conduttori metallici limitati sui substrati HTCC, è stato promosso lo sviluppo della tecnologia LTCC.

Tipico processo di produzione di substrati ceramici multistrato

La differenza di temperatura di sinterizzazione influisce in primo luogo sulla scelta dei materiali, che a sua volta influisce sulle proprietà dei prodotti preparati, risultando che i due prodotti sono adatti a direzioni di applicazione diverse.

A causa dell'elevata temperatura di cottura dei substrati HTCC, non è possibile utilizzare materiali metallici a basso punto di fusione come oro, argento e rame. Devono essere utilizzati materiali metallici refrattari come tungsteno, molibdeno e manganese. Il costo di produzione è elevato e la conduttività elettrica di questi materiali è bassa, causando un ritardo del segnale. e altri difetti, quindi non è adatto per substrati di circuiti microassemblati ad alta velocità o ad alta frequenza. Tuttavia, a causa della maggiore temperatura di sinterizzazione del materiale, ha una maggiore resistenza meccanica, conduttività termica e stabilità chimica. Allo stesso tempo, presenta i vantaggi di ampie fonti di materiale, basso costo e alta densità di cablaggio. , Il campo dell'imballaggio ad alta potenza con requisiti di conducibilità termica, sigillatura e affidabilità più elevati presenta più vantaggi.

Il substrato LTCC serve a ridurre la temperatura di sinterizzazione aggiungendo vetro amorfo, vetro cristallizzato, ossido a basso punto di fusione e altri materiali all'impasto ceramico. Come materiali conduttori possono essere utilizzati metalli come oro, argento e rame con elevata conduttività elettrica e basso punto di fusione. Non solo riduce i costi, ma ottiene anche buone prestazioni. E grazie alla bassa costante dielettrica e alle prestazioni ad alta frequenza e basse perdite della vetroceramica, è molto adatto per l'applicazione in dispositivi a radiofrequenza, microonde e onde millimetriche. Tuttavia, a causa dell'aggiunta di materiali di vetro all'impasto ceramico, la conduttività termica del substrato sarà bassa e la temperatura di sinterizzazione inferiore rende anche la sua resistenza meccanica inferiore a quella del substrato HTCC.

Pertanto, la differenza tra HTCC e LTCC è ancora una situazione di compromessi nelle prestazioni. Ognuno ha i suoi vantaggi e svantaggi, ed è necessario selezionare prodotti adatti in base alle condizioni di applicazione specifiche.

La differenza HTCC e LTCC

In breve, i substrati HTCC giocheranno a lungo un ruolo importante negli imballaggi elettronici grazie ai vantaggi della tecnologia matura e dei materiali dielettrici economici. I suoi vantaggi naturali saranno più importanti ed è più adatto per la tendenza allo sviluppo di alta frequenza, alta velocità e alta potenza. Tuttavia, vari materiali di substrato hanno i loro vantaggi e svantaggi. A causa dei diversi requisiti del circuito di applicazione, anche i requisiti di prestazione dei materiali del substrato sono diversi. Pertanto, vari materiali di substrato coesisteranno e si svilupperanno insieme per molto tempo.