HTCC และ LTCC . คืออะไร

ด้วยการเพิ่มขึ้นและการใช้อุปกรณ์ไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์จะค่อยๆ พัฒนาไปในทิศทางของพลังงานสูง การย่อขนาด การผสานรวม และมัลติฟังก์ชั่น ซึ่งทำให้เกิดความต้องการที่สูงขึ้นสำหรับประสิทธิภาพของพื้นผิวบรรจุภัณฑ์ พื้นผิวเซรามิกมีลักษณะการนำความร้อนสูง ทนความร้อนได้ดี ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ ความแข็งแรงเชิงกลสูง ฉนวนที่ดี ทนต่อการกัดกร่อน ทนต่อรังสี ฯลฯ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในบรรจุภัณฑ์อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ในหมู่พวกเขา พื้นผิวเซรามิกหลายชั้นที่ยิงร่วมจะค่อยๆ ได้รับความนิยมและนำไปใช้ในบรรจุภัณฑ์อุปกรณ์กำลังสูง เนื่องจากสามารถเผาได้ในคราวเดียวสำหรับวัสดุอิเล็กโทรด วัสดุตั้งต้น และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อให้เกิดการบูรณาการในระดับสูง

พื้นผิวเซรามิกแบบหลายชั้นที่เผาร่วมนั้นทำมาจากพื้นผิวเซรามิกชิ้นเดียวจำนวนมากผ่านการเคลือบ การกดร้อน การลอกกาว การเผาผนึก และกระบวนการอื่นๆ เนื่องจากจำนวนชั้นสามารถทำได้มากขึ้น ความหนาแน่นของสายไฟจึงสูงและความยาวของการเชื่อมต่อถึงกันได้มากที่สุด ดังนั้นจึงสามารถตอบสนองความต้องการของเครื่องอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดสำหรับการย่อขนาดวงจร ความหนาแน่นสูง มัลติฟังก์ชั่น ความน่าเชื่อถือสูง ความเร็วสูง และพลังงานสูง

ตามความแตกต่างของอุณหภูมิในกระบวนการเตรียมการ พื้นผิวเซรามิกที่เผาร่วมสามารถแบ่งออกเป็นพื้นผิวหลายชั้นเซรามิกที่เผาร่วมที่อุณหภูมิสูง (HTCC) และพื้นผิวหลายชั้นเซรามิกร่วมเผาที่อุณหภูมิต่ำ (LTCC)

(a) ผลิตภัณฑ์ซับสเตรตเซรามิก HTC (ข) ผลิตภัณฑ์ซับสเตรตเซรามิก LTCC

ดังนั้นความแตกต่างระหว่างเทคโนโลยีทั้งสองนี้คืออะไร?

อันที่จริงแล้ว กระบวนการผลิตของทั้งสองนั้นโดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกัน พวกเขาทั้งหมดต้องผ่านการเตรียมสารละลาย การหล่อเทปสีเขียว การอบแห้งตัวสีเขียว การเจาะผ่านรู การพิมพ์สกรีนและรูเติม วงจรการพิมพ์สกรีน การเผาผนึกเคลือบ และสุดท้าย การหั่นและการเตรียมหลังการประมวลผลอื่นๆ กระบวนการ. อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยี HTCC เป็นเทคโนโลยีการยิงร่วมที่มีอุณหภูมิการเผาผนึกมากกว่า 1,000 องศา โดยปกติ การบำบัดด้วยการลอกผิวจะดำเนินการที่อุณหภูมิต่ำกว่า 900 องศา แล้วเผาที่สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 1650 ถึง 1850 องศา เมื่อเทียบกับ HTCC แล้ว LTCC มีอุณหภูมิการเผาที่ต่ำกว่า ซึ่งโดยทั่วไปจะต่ำกว่า 950 องศา เนื่องจากข้อเสียของอุณหภูมิการเผาผนึกสูง การใช้พลังงานจำนวนมาก และวัสดุตัวนำโลหะที่จำกัดบนพื้นผิว HTCC การพัฒนาเทคโนโลยี LTCC จึงได้รับการส่งเสริม

กระบวนการผลิตพื้นผิวเซรามิกหลายชั้นทั่วไป

ความแตกต่างของอุณหภูมิการเผาผนึกจะส่งผลต่อการเลือกใช้วัสดุก่อน ซึ่งจะส่งผลต่อคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ที่เตรียมไว้ ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์ทั้งสองมีความเหมาะสมกับทิศทางการใช้งานที่แตกต่างกัน

เนื่องจากอุณหภูมิการเผาสูงของพื้นผิว HTCC จึงไม่สามารถใช้วัสดุโลหะที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ เช่น ทอง เงิน และทองแดงได้ ต้องใช้วัสดุโลหะทนไฟ เช่น ทังสเตน โมลิบดีนัม และแมงกานีส ต้นทุนการผลิตสูงและค่าการนำไฟฟ้าของวัสดุเหล่านี้ต่ำ ซึ่งจะทำให้สัญญาณล่าช้า และข้อบกพร่องอื่น ๆ จึงไม่เหมาะสำหรับพื้นผิววงจรไมโครประกอบความเร็วสูงหรือความถี่สูง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอุณหภูมิการเผาผนึกที่สูงขึ้นของวัสดุ วัสดุจึงมีความแข็งแรงทางกล การนำความร้อน และความเสถียรทางเคมีสูงขึ้น ในขณะเดียวกันก็มีข้อดีจากแหล่งวัสดุที่กว้าง ต้นทุนต่ำ และความหนาแน่นของสายไฟสูง , ฟิลด์บรรจุภัณฑ์กำลังสูงที่มีความต้องการการนำความร้อนสูง การปิดผนึกและความน่าเชื่อถือมีข้อได้เปรียบมากขึ้น

สารตั้งต้น LTCC คือการลดอุณหภูมิการเผาผนึกโดยการเพิ่มแก้วอสัณฐาน แก้วตกผลึก ออกไซด์จุดหลอมเหลวต่ำ และวัสดุอื่นๆ ลงในสารละลายเซรามิก โลหะเช่นทอง เงิน และทองแดงที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงและจุดหลอมเหลวต่ำสามารถใช้เป็นวัสดุตัวนำได้ ไม่เพียงแต่ลดต้นทุนแต่ยังได้รับประสิทธิภาพที่ดีอีกด้วย และเนื่องจากค่าคงที่ไดอิเล็กตริกต่ำและความถี่สูงและประสิทธิภาพการสูญเสียต่ำของเซรามิกแก้ว จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในอุปกรณ์ความถี่วิทยุ ไมโครเวฟ และคลื่นมิลลิเมตร อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการเพิ่มวัสดุแก้วลงในสารละลายเซรามิก การนำความร้อนของพื้นผิวจะต่ำ และอุณหภูมิการเผาผนึกที่ต่ำกว่ายังทำให้ความแข็งแรงเชิงกลต่ำกว่าพื้นผิว HTCC

ดังนั้น ความแตกต่างระหว่าง HTCC และ LTCC ยังคงเป็นสถานการณ์ของการประนีประนอมในประสิทธิภาพ แต่ละคนมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง และจำเป็นต้องเลือกผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสมตามเงื่อนไขการใช้งานเฉพาะ

ความแตกต่างของ HTCC และ LTCC

กล่าวโดยสรุป พื้นผิว HTCC จะมีบทบาทสำคัญในบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นเวลานาน เนื่องจากข้อดีของเทคโนโลยีที่พัฒนาเต็มที่และวัสดุอิเล็กทริกราคาถูก ข้อได้เปรียบตามธรรมชาติของมันจะเด่นชัดมากขึ้น และเหมาะสำหรับแนวโน้มการพัฒนาความถี่สูง ความเร็วสูง และกำลังสูง อย่างไรก็ตาม วัสดุพื้นผิวต่างๆ มีข้อดีและข้อเสียในตัวเอง เนื่องจากข้อกำหนดของวงจรการใช้งานที่แตกต่างกัน ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของวัสดุพื้นผิวจึงแตกต่างกันด้วย ดังนั้นวัสดุพื้นผิวต่างๆจึงอยู่ร่วมกันและพัฒนาร่วมกันได้เป็นเวลานาน