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材料是低溫共燒陶瓷(LTCC)技術(shù)的核心,從材料的物理性質(zhì)和應(yīng)用領(lǐng)域劃分,LTCC材料基本上可以分為兩大類:①低介電常數(shù)材料(εr低于10),主要用于無源集成、系統(tǒng)級封裝及多層電路基板。從原理上講,這類材料的介電常數(shù)應(yīng)盡可能低,以滿足電路中信號高速傳輸?shù)囊?②具有中高介電常數(shù)(εr在10以上)的材料,主要用于滿足各類微波器件的特殊需要。從材料組成和結(jié)構(gòu)劃分,目前低溫共燒陶瓷材料系統(tǒng)可分為三大類:玻璃陶瓷、陶瓷-玻璃復(fù)合材料和玻璃鍵合陶瓷。
低溫共燒陶瓷(LTCC)三大材料體系介紹
三大類LTCC材料

1.? 玻璃陶瓷體系

玻璃陶瓷體系即前驅(qū)體為玻璃材料,在燒結(jié)過程中晶化,晶體從玻璃中析出,形成一種自生長的兩相結(jié)構(gòu)。這類材料玻璃相的體積分?jǐn)?shù)為50%~80%。玻璃相是這類材料功能的主要載體,而少了的晶化組分所起到的作用是改善材料的力學(xué)性能和熱性能。
代表產(chǎn)品:A6M LTCC系列
低溫共燒陶瓷(LTCC)三大材料體系介紹

2.? 玻璃+陶瓷復(fù)合體系

玻璃+陶瓷復(fù)合體系是目前應(yīng)用最廣泛的體系。玻璃/陶瓷復(fù)合系采用玻璃粉和晶態(tài)陶瓷粉體作為前驅(qū)體,燒結(jié)出兩相復(fù)合的塊體材料。特點(diǎn)是在陶瓷相中加入玻璃相,利用玻璃相軟化點(diǎn)和熔點(diǎn)低的特性,增加液相傳質(zhì),達(dá)到降低燒結(jié)溫度的目的。玻璃主要是各種晶化玻璃,玻璃相所占體積分?jǐn)?shù)為20%~50%,陶瓷填充相主要是Al2O3、SiO2、堇青石、莫來石等。其中 Al2O3 具有良好的介電性能和化學(xué)穩(wěn)定性, 且相對廉價(jià),因此使用最為普遍。
低溫共燒陶瓷(LTCC)三大材料體系介紹

圖源:塞拉尼斯

該材料體系的低燒結(jié)溫度是由低熔點(diǎn)的玻璃提供,而力學(xué)性能、介電性能、熱膨脹性能等則由兩者共同決定,影響因素包括:兩者的體積分?jǐn)?shù)、粒度分布、各自的熱膨脹系數(shù)和介電常數(shù)等。玻璃/陶瓷復(fù)合體系明顯的優(yōu)點(diǎn)在于材料的可設(shè)計(jì)性,因?yàn)樘沾商盍显跓Y(jié)過程中較為穩(wěn)定,僅表層發(fā)生溶解,因此可以通過改變玻璃和陶瓷相的成分、粒徑、二者比例等來設(shè)計(jì)調(diào)整復(fù)合材料的性能。
代表產(chǎn)品:GreenTape? 951(Al2O3+硼硅酸鉛玻璃)
低溫共燒陶瓷(LTCC)三大材料體系介紹

3.? 玻璃鍵合陶瓷

玻璃鍵合陶瓷其前驅(qū)體以晶態(tài)陶瓷粉為主體,加入低熔點(diǎn)陶瓷作為助燒劑。其結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)意義上的陶瓷燒結(jié)體較為想死,只是作為晶界的玻璃相成分略高,一般所占體積分?jǐn)?shù)為10%~20%。這類材料的性質(zhì)主要決定于晶相組分。這類材料是能夠獲得較高介電常數(shù)的材料體系,性能的調(diào)控空間也很大,其主要問題是具有較強(qiáng)助燒作用的低熔玻璃都會在很大程度上劣化材料性能,較少取得實(shí)際應(yīng)用。

資料來源:

低溫共燒陶瓷(LTCC )介質(zhì)的材料科學(xué)與設(shè)計(jì)策略,周濟(jì);

低溫共燒陶瓷用玻璃材料研究進(jìn)展,曹禹等:
艾邦建有LTCC交流群,誠邀LTCC生產(chǎn)企業(yè)、設(shè)備、材料企業(yè)參與。

低溫共燒陶瓷(LTCC)三大材料體系介紹

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推薦展會:第六屆精密陶瓷暨功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈展覽會

同期舉辦:熱管理材料展

2024年8月28日-30日??

深圳國際會展中心7號館(寶安新館)
展出2萬平米、1,000個(gè)攤位、500多家展商、50,000名專業(yè)觀眾;匯聚IGBT/SiC功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈;熱管理材料產(chǎn)業(yè)鏈,精密陶瓷、電子陶瓷、陶瓷基板、薄膜/厚膜陶瓷電路板、陶瓷封裝管殼、LTCC/HTCC/MLCC加工產(chǎn)業(yè)鏈等產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)!

一、精密陶瓷產(chǎn)業(yè)鏈:

1、陶瓷器件及材料MLCC、LTCC、HTCC、微波介質(zhì)陶瓷、壓電陶瓷、鈦酸鋇、碳酸鋇、氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯、玻璃粉、氮化鋁、LTCC介質(zhì)陶瓷粉體、稀土氧化物、生瓷帶等;

2、精密陶瓷:氧化鋯、氧化鋁、氮化鋁、氮化硅、碳化硅、氧化釔、結(jié)構(gòu)陶瓷、高溫陶瓷、透明陶瓷、陶瓷微珠、新能源陶瓷、陶瓷軸承、陶瓷球、半導(dǎo)體陶瓷(搬運(yùn)臂、陶瓷劈刀、靜電卡盤、蝕刻環(huán)……)、3D打印陶瓷、燃料電池(SOFC)隔膜片、穿戴陶瓷、光纖陶瓷插芯、陶瓷套筒、CIM、生物陶瓷等。

3、陶瓷基板及封裝外殼:陶瓷封裝外殼、DPC、DBC、AMB、HTCC基板、LTCC基板、薄膜電路板、厚膜電路板、陶瓷封裝基座、熱沉、氧化鋁、氮化鋁、氮化硅、氧化鈹、莫來石粉體及基板等;

4、金屬材料:銀粉、金粉、銅粉、鎳粉、焊料(焊片、焊膏)、MLCC用內(nèi)/外電極漿料、LTCC銀漿、金漿、鎢鉬漿料、銅漿、靶材、無氧銅帶、可伐合金、金屬沖壓件等;

5、助劑:陶瓷和導(dǎo)電漿料用分散劑、黏合劑、增塑劑、絮凝劑、礦化劑、消泡劑、潤滑劑、燒結(jié)助劑等;

6、設(shè)備:

陶瓷加工設(shè)備:砂磨機(jī)、球磨機(jī)、真空脫泡機(jī)、三輥機(jī)、噴霧造粒機(jī)、干壓機(jī)、流延機(jī)、注塑機(jī)、3D打印機(jī)、模具、干燥設(shè)備、研磨機(jī)、精雕機(jī)、裁片機(jī)、激光設(shè)備、打孔機(jī)、填孔機(jī)、絲網(wǎng)印刷機(jī)、疊層機(jī)、層壓機(jī)、等靜壓機(jī)、熱切機(jī)、整平機(jī)、排膠爐、燒結(jié)爐、釬焊設(shè)備、電鍍設(shè)備、化學(xué)鍍、噴銀機(jī)、浸銀機(jī)、端銀機(jī)、真空鍍膜設(shè)備、顯影設(shè)備、去膜設(shè)備、蝕刻機(jī)、濕制程設(shè)備、等離子清洗、超聲波清洗、自動化設(shè)備、剝離強(qiáng)度測試儀、AOI檢測設(shè)備、打標(biāo)機(jī);

封裝測試設(shè)備:貼片機(jī)、引線鍵合機(jī)、封蓋機(jī)、平行縫焊封帽、切筋機(jī)、釬焊設(shè)備、激光調(diào)阻機(jī)、網(wǎng)絡(luò)分析儀、熱循環(huán)測試設(shè)備、測厚儀、氦氣檢漏儀、老化設(shè)備、外觀檢測、超聲波掃描顯微鏡、X-光檢測、激光打標(biāo)、分選設(shè)備、測包編帶機(jī)等;

7、耗材:離型膜、載帶(塑料和紙質(zhì))、耐火材料、承燒板/匣缽(氧化鋁、剛玉莫來石、氮化硼等)、承燒網(wǎng)、發(fā)泡膠、研磨耗材(金剛石微粉、研磨液)、精密網(wǎng)版、清洗劑、電鍍藥水等。

二、熱管理產(chǎn)業(yè)鏈:

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1、熱管理材料:氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、石墨烯、石墨、碳納米管、空心玻璃微珠、導(dǎo)熱粉體、散熱基板、熱沉(鎢銅、鉬銅、氮化鋁、金剛石等)、鋁碳化硅AlSiC、相變材料、導(dǎo)熱凝膠、導(dǎo)熱界面材料、導(dǎo)熱墊片、導(dǎo)熱膠帶、灌封膠、熱管/均熱板;

2、散熱器件:半導(dǎo)體制冷片(TEC)、IGBT散熱器(銅、鋁)、大功率晶體管散熱器、通信基站散熱殼體、液態(tài)金屬散熱器、插針式散熱器等;

3、設(shè)備:壓延機(jī)、涂布機(jī)、分條機(jī)、模切機(jī)、復(fù)卷機(jī)、切片機(jī),CNC設(shè)備、壓鑄/沖壓設(shè)備、熱分析儀器、激光導(dǎo)熱儀、導(dǎo)熱系數(shù)儀、強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)、檢測設(shè)備、自動化等。

三、功率半導(dǎo)體器件封裝產(chǎn)業(yè)鏈:

1、材料:碳化硅,陶瓷襯板(DBC、AMB)、封裝管殼、鍵合絲、散熱基板(銅、鋁碳化硅AlSiC)、導(dǎo)熱硅凝膠、環(huán)氧灌封膠、焊料(預(yù)制焊片)、銀膜/銀膏、散熱器(銅、鋁)、功率引出端子(銅端子)、外殼(工程塑料PPS、PBT、高溫尼龍)、清洗劑等;

2、設(shè)備及配件:真空焊接爐、貼片機(jī)、固晶機(jī)、引線鍵合機(jī)、X-ray、推拉力測試機(jī)、等離子清洗設(shè)備、點(diǎn)膠機(jī)、絲網(wǎng)印刷機(jī)、超聲波掃描設(shè)備、動靜態(tài)測試機(jī)、點(diǎn)/灌膠機(jī)、銀燒結(jié)設(shè)備、垂直固化爐、甲酸真空共晶爐、自動封蓋設(shè)備、高速插針機(jī)、彎折設(shè)備、超聲波焊接機(jī)、視覺檢測設(shè)備、推拉力測試機(jī)、高低溫沖擊設(shè)備、功率循環(huán)測試設(shè)備、打標(biāo)機(jī)、檢驗(yàn)平臺、治具等;

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展會預(yù)定:

溫小姐:18126443075(同微信)
郵箱:wenxiaoting@aibang.com

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龍小姐:18318676293(同微信)
郵箱:ab036@aibang.com

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作者 gan, lanjie

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