Что такое HTCC и LTCC

С появлением и применением силовых устройств, особенно полупроводников третьего поколения, полупроводниковые устройства постепенно развиваются в направлении большей мощности, миниатюризации, интеграции и многофункциональности, что также выдвигает более высокие требования к характеристикам упаковочных подложек. Керамические подложки обладают такими характеристиками, как высокая теплопроводность, хорошая термостойкость, низкий коэффициент теплового расширения, высокая механическая прочность, хорошая изоляция, коррозионная стойкость, радиационная стойкость и т. д., и широко используются в упаковке электронных устройств.

Среди них многослойные керамические подложки с совместным обжигом постепенно популяризируются и применяются в корпусах мощных устройств, поскольку их можно обжигать одновременно для электродных материалов, подложек и электронных устройств для достижения высокой степени интеграции.

Многослойные керамические подложки совместного обжига изготавливаются из многих цельных керамических подложек посредством ламинирования, горячего прессования, рафинирования, спекания и других процессов. Так как количество слоев можно сделать больше, плотность разводки высокая, а длина межсоединений может быть как можно больше. Таким образом, он может удовлетворить требования всей электронной машины к миниатюризации схемы, высокой плотности, многофункциональности, высокой надежности, высокой скорости и высокой мощности.

В соответствии с разницей температур в процессе подготовки керамические подложки с совместным обжигом можно разделить на многослойные подложки из высокотемпературной совместным обжигом (HTCC) и многослойные подложки с совместным обжигом при низкой температуре (LTCC).

(a) Изделия с керамической подложкой HTCC (b) Изделия с керамической подложкой LTCC

Так в чем же разница между этими двумя технологиями?

На самом деле, производственный процесс двух в основном одинаков. Все они должны пройти подготовку суспензии, отливку зеленой ленты, сушку сырого тела, сверление сквозных отверстий, трафаретную печать и заполнение отверстий, контуры трафаретной печати, ламинирование, спекание и, наконец, нарезку и другую подготовку к последующей обработке. процесс. Однако технология HTCC представляет собой технологию совместного обжига с температурой спекания более 1000 градусов. Обычно удаление связующего вещества проводят при температуре ниже 900 градусов, а затем спекают при более высокой температуре от 1650 до 1850 градусов. По сравнению с HTCC, LTCC имеет более низкую температуру спекания, обычно ниже 950 градусов. Из-за недостатков высокой температуры спекания, огромного энергопотребления и ограниченного количества металлических проводников на подложках HTCC развитие технологии LTCC получило поддержку.

Типичный процесс производства многослойной керамической подложки

Разница в температуре спекания в первую очередь влияет на выбор материалов, что, в свою очередь, влияет на свойства готовых продуктов, в результате чего два продукта подходят для разных направлений применения.

Из-за высокой температуры обжига подложек HTCC нельзя использовать металлические материалы с низкой температурой плавления, такие как золото, серебро и медь. Необходимо использовать тугоплавкие металлические материалы, такие как вольфрам, молибден и марганец. Стоимость производства высока, а электропроводность этих материалов низкая, что приводит к задержке сигнала. и другие дефекты, поэтому он не подходит для высокоскоростных или высокочастотных микросборных подложек. Однако за счет более высокой температуры спекания материала он обладает более высокой механической прочностью, теплопроводностью и химической стойкостью. В то же время он имеет преимущества широкого выбора материалов, низкой стоимости и высокой плотности проводки. , Область мощной упаковки с более высокими требованиями к теплопроводности, герметизации и надежности имеет больше преимуществ.

Подложка LTCC предназначена для снижения температуры спекания за счет добавления в керамический раствор аморфного стекла, кристаллизованного стекла, оксида с низкой температурой плавления и других материалов. В качестве проводниковых материалов могут использоваться такие металлы, как золото, серебро и медь, с высокой электропроводностью и низкой температурой плавления. Это не только снижает стоимость, но и обеспечивает хорошую производительность. А благодаря низкой диэлектрической проницаемости, высокой частоте и низким потерям стеклокерамики она очень подходит для применения в радиочастотных, микроволновых и миллиметровых устройствах. Однако из-за добавления стеклянных материалов в керамический раствор теплопроводность подложки будет низкой, а более низкая температура спекания также снижает ее механическую прочность по сравнению с подложкой HTCC.

Таким образом, разница между HTCC и LTCC по-прежнему заключается в компромиссе в производительности. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, и необходимо подбирать подходящие продукты в соответствии с конкретными условиями применения.

Разница HTCC и LTCC

Короче говоря, подложки HTCC еще долгое время будут играть важную роль в электронных корпусах благодаря преимуществам зрелой технологии и дешевых диэлектрических материалов. Его естественные преимущества будут более заметными, и он больше подходит для тенденции развития высокой частоты, высокой скорости и высокой мощности. Однако различные материалы подложки имеют свои преимущества и недостатки. Из-за различных требований к схемам применения требования к характеристикам материалов подложки также различаются. Следовательно, различные материалы подложки будут сосуществовать и развиваться вместе в течение длительного времени.