LTCC технология – технология низкотемпературной совместно обжигаемой керамики.
LTCC технология предусматривает изготовление многослойных печатных плат на керамической основе из отдельных гибких стеклокерамических листов (лент). LTCC технология отличается экономичностью и дешевизной изготовления печатных плат, их устойчивостью к нагреву при пожарах или сильных индукционных токах, а также высокой механической прочностью и надежностью.
Описание:
LTCC технология (Low Temperature Cofired Ceramic, технология низкотемпературной совместно обжигаемой керамики) предусматривает изготовление многослойных печатных плат на керамической основе из отдельных гибких стеклокерамических листов (лент), на которых предварительно сформированы металлизированные межслойные и теплоотводящие отверстия, элементы полостей и окон и методом трафаретной печати нанесены проводниковые, диэлектрические и резистивные элементы.
Гибкие стеклокерамические ленты (материал для основы многослойных плат) производятся из шихты, состоящей из стеклянного порошка, керамического порошка или смеси этих порошков. Также в шихте присутствует заполнитель и пластификаторы, выгорающие при последующей обработке. Стеклокерамические ленты – также известные, как зеленые (сырые) ленты, имеют толщину от 0.05 до 1.5 мм и могут быть подвергнуты механической обработке – резке, прошивке отверстий, сверлению и т.п.
Одиночные листы (ленты) собираются в пакет, который подвергается опрессовке при определенных значениях температуры и давления. Если допуск на линейные размеры не критичен, собранный пакет может быть предварительно разделен на отдельные платы. Пакет или отдельные платы обжигаются в одном цикле. При повышенных требованиях к линейным размерам пакет разделяется на платы после обжига. LTCC технология позволяет изготавливать внутренние (скрытые) пассивные элементы (резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности) в объеме модуля. Резисторы могут быть сформированы как во внутренних, так и на внешних слоях.
При этом обжиг осуществляется при температурах ниже 1000 оС и возможно использование недорогих компонентов из металлов (из молибдена, вольфрама, меди).
Внешне LTCC устройство представляет из себя тонкую стеклокерамическую панель (пластины), в которой внутри в результате обжига появились металлические проводники, играющие роль:
– собственно печатной платы для напаивания сверху чипов,
– различных антенн приема и излучения сигнала, в том числе сложной формы,
– различных простейших электронных элементов таких как резисторы, катушки индуктивности, конденсаторы, что позволяет использовать LTCC устройство не только как замену обычно печатной плате, но и реализовать часть электроники внутри керамической пластины.
LTCC технология является дальнейшем совершенствованием HTCC технологии (High Temperature Cofired Ceramic, технология высокотемпературной совместно обжигаемой керамики), но с использованием более дешевых материалов и более простого низкотемпературного процесса.
Преимущества:
– очень хорошие электрические характеристики и стабильность до миллиметровых длин волн. В зависимости от используемых материалов диэлектрическая проницаемость низкотемпературной керамики варьируется от 6 до 9, а тангенс угла диэлектрических потерь от 0,001 до 0,006 в гигагерцовом диапазоне. В качестве металлизации используются металлы с низким удельным сопротивлением (Ag, Au, Pt),
– превосходная механическая стабильность и сохранение линейных размеров при резких перепадах температуры. Это преимущество возникает не только из-за малого коэффициента теплового расширения (5-7 мкм/моС), но и из-за эластичных свойств в широком диапазоне температур,
– низкий КТР. КТР низкотемпературной керамики близок к КТР основных полупроводниковых материалов электроники (Si, GaAs, InP). Это позволяет монтировать полупроводниковые кристаллы непосредственно на основание платы,
– хорошая теплопроводность. Теплопроводность LTCC керамики составляет 2-4 Вт/мК, что гораздо выше, чем у печатных плат на основе органических материалов (0,1-0,5 Вт/мК). Теплопроводность LTCC также может быть улучшена за счёт создания тепловых стоков с помощью металлизации (до 20 Вт/мК),
– возможность 3D интеграции. Можно легко создавать слои, полости, отверстия, ограничители, встроенные пассивные компоненты и пр.,
– герметичность от влаги, включая герметичность от выпадения конденсата внутри электронного устройства при достижении точки росы. Плотная структура LTCC керамики не пропускает влагу, поэтому LTCC устройства могут быть использованы в атмосфере с высокой влажностью без дополнительной защиты,
– экономичность и дешевизна изготовления устройств,
– устойчивость к нагреву устройства при пожарах или сильных индукционных токах, что важно для военных целей,
– высокая механическая прочность как для закаленного стекла,
– надежность микроволновых устройств на основе LTCC керамики.
Применение:
Микросхемы с корпусами на основе низкотемпературной совместно обжигаемой керамики (LTCC технология) успешно применяются в автомобильной, потребительской электронике, телекоммуникациях, спутниковых системах и в военных изделиях в области высоких и сверхвысоких частот.
ltcc технология презентация
преимущества и недостатки технологии ltcc
технология ltcc керамики для электроники в россии