材料供应

LTCC器件对材料性能的要求包括电性能、热机械性能和工艺性能三方面。

介电常数是LTCC材料最关健的性能。由于射频器件的基本单元———谐振器的长度与材料的介电常数的平方根成反比,当器件的工作频率较低时(如数百兆赫兹),如果用介电常数低的材料,器件尺寸将大得无法使用。因此,最好能使介电常数系列化以适用于不同的工作频率。

介电损耗也是射频器件设计时一个重要考虑参数,它直接与器件的损耗相关。理论上希望越小越好。

介电常数的温度系数,这是决定射频器件电性能的温度稳定性的重要参数。

为了保证LTCC器件的可靠性,在材料选择时还必须考虑到许多热机械性能。其中最关健的是热膨胀系数,应尽可能与其要焊接的电路板相匹配。此外,考虑到加工及以后的应用,LTCC材料还应满足许多机械性能的要求,如弯曲强度σ、硬度Hv、表面平整度、弹性模量E及断裂韧性KIC等等。

工艺性能大体可包括如下方面:第一,能在900℃以下的温度下烧结成致密、无气孔的显微结构。第二,致密化温度不能太低,以免阻止银浆料和生带中有机物的排出。第三,加入适当有机材料后可流延成均匀、光滑、有一定强度的生带。

国际上有duPont、Ferro和Heraeus三家提供数种介电常数小于10的生带,国内开发LTCC器件的研究所也都在采用这些生带。这些生带存在两个问题:首先,介电常数未系列化,不利于设计不同工作频率的器件。第二,这些生带开发商并无实际使用生带进行设计和生产的经验,比较注重生带与银浆料的匹配性和工艺性能,对于设计对生带的要求的掌握并不详尽。Heraeus似乎更着重于银浆和介电粉料的开发,有退出生带生产之势。