ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК
ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Аннотация
Статья посвящена исследованию технологических аспектов формирования объемных деталей с металлизационными слоями на основе низкотемпературной совместно обжигаемой керамики – Low temperature co-fired ceramic (LTCC). Эта керамика обладает рядом преимуществ, по сравнению с высокотемпературной технологией HTCC (high temperature co-fired ceramic – высокотемпературная совместно обжигаемая керамика), для получения электронных изделий, в том числе работающих в СВЧ диапазоне. В работе представлены результаты библиографического анализа и практической реализации технологии формирования металлокерамической структуры из низкотемпературной совместно обжигаемой керамики «A6M» фирмы «FERRO». На примере аналога корпуса светодиода HaikuTech рассмотрены принципиальные особенности выполнения многих технологических операций. Для практической реализации используется самая современная технологическая линейка оборудования фирмы «KEKO Equipment». Приведены оптимальные параметры выполнения тех или иных операций. Также представлены основные особенности перфорации керамических листов. Рассмотрены дефекты и основные сложности заполнения отверстий металлизацией методом трафаретной печати. Для достижения максимальной сохранности топологии стека при воздействии большого давления и оптимизации процесса ламинирования образцов используется специальный формообразующий силикон. Приводится анализ температурной кривой фирмы «FERRO» и ее оптимизация под условия спекания в лабораторной печи. Представленные результаты измерения плотности, фотографии микроструктуры керамики и металлизационного слоя позволяют выполнить оценку возможности технической реализации различных видов изделий на основе низкотемпературной совместно обжигаемой керамики и выделить основные перспективы ее развития. К тому же обзор многих «скрытых» проблем, которые возникали в ходе отработки технологических режимов, позволит учесть их в будущем при реализации других изделий.

Список литературы

1. Кондратюк Р. LTCC – низкотемпературная совместно обжигаемая керамика // Наноиндустрия. – 2011. – № 2. – С. 26–30.
2. Разработка отечественного керамического материала для изготовления изделий по технологии LTCC / Ю. Непочатов, С. Кумачева, Ю. Швецова, А. Дитц // Современная электроника. – 2014. – № 4. – С. 12–14.
3. Потапов Ю. Особенности технологии проектирования и производства LTCC-модулей // Технологии в электронной промышленности. – 2008. – № 3. – С. 59–64.
4. Перцель Я., Яковлев А. Преимущества использования технологии низкотемпературной керамики для реализации радиоэлектронных устройств // Современная электроника. – 2012. – № 8. – С. 16–17.
5. Mistler R.E., Twiname E.R. Tape casting: theory and practice. – Westerville, OH: American ceramic society, 2000. – 298 p.
6. Imanaka Y. Multilayered low temperature cofired ceramics (LTCC) technology. – New York: Springer, 2005. – 229 p.
7. King A.G. Ceramic technology and processing. – Norwich, NY: William Andrew Publ., 2002. – 512 p.
8. Gongora-Rubio M.R., Espioza-Vallejos P., Sola-Laguna L. Overview of low temperature co-fired ceramics tape technology for meso-system technology (MsST) // Sensors and Actuators. – 2001. – Vol. 89. – P. 222–241. – doi: 10.1016/S0924-4247(00)00554-9.
9. The numerical simulation of a subtractive process for the fabrication of 3D low temperature co-fired ceramics packaging structures and devices: jet vapor etching / I. Ramos, L. García, E.W. Simoes, R. Furlan, J.J. Santiago-Aviles, M.T. Pereira // Nanotech. – 2002. – Vol. 1. – P. 446–449.
10. Golonka L.J. Technology and applications of low temperature cofired ceramic (LTCC) based sensors and microsystems // Technical Science. – 2006. – Vol. 54. – P. 221–231.
11. Wenxia L., Lannutti J.J. Curvature evolution in LTCC tapes and laminates // IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies. – 2005. – Vol. 28 (1). – P. 149–156. – doi: 10.1109/TCAPT.2004.838860.
12. Laminated ceramic microfluidic components for microreactor applications / P.M. Martin, D.W. Matson, W.D. Bennett, D.C. Stewart, C.C. Bonham // 4th International Conference on Microreactor Technology. – New York, 2000. – P. 410–415.
13. Zhou J. Towards rational design of low-temperature co-fired ceramic (LTCC) materials // Journal of Advanced Ceramic. – 2012. – Vol. 1 (2). – P. 89–99. – doi: 10.1007/s40145-012-0011-3.
14. Besendorfer G., Roosen A. Particle shape and size effects on anisotropic shrinkage in tape-cast ceramic layers // The American Ceramic Society. – 2008. – Vol. 91 (8). – P. 2514–2520. – doi: 10.1111/j.1551-2916.2008.02510.
15. Properties of LTCC dielectric tape in high temperature and water environment / S. Toskov, A. Maric, N. Blaz, G. Miskovic, G. Radosavljevic // International Journal of Materials. – 2013. – Vol. 1 (4). – P. 332–336. – doi: 10.7763/IJMMM.2013.V1.72.
16. Dielectric properties of new glass-ceramics for LTCC applied to microwave or millimeter-wave frequencies / N. Mori, Y. Sugimoto, J. Harada, Y. Higuchi // Journal of the European Ceramic Society. – 2006. – Vol. 26. – P. 1925–1928. – doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2005.09.023.
17. El-Nawawy M., Allam A.M.M.A., Korzec D. The design of a 0.35THz microstrip patch antenna on LTCC substrate // Electrical and Electronic Engineering. – 2011. – Vol. 1 (1). – P. 1–4. – doi: 10.5923/j.eee.20110101.01.