LTCC Mehrlagenkeramik Elektronische Mikrosysteme

LTCC Mehrlagenkeramik

Elektronische Schaltungen sind oft besonderen Belastungen ausgesetzt. Für anspruchsvolle Anwendungen in rauen Umgebungen bietet LTCC- Mehrlagen-Keramiktechnologie einzigartige Lösungen.

Micro-Hybrid bietet vom Elektronischen Design, über die Herstellung der LTCC Substrate bis hin zur Bestückung das komplette Spektrum für die Entwicklung und Herstellung extrem zuverlässiger und miniaturisierter Schaltungen.

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Funktionalität einer LTCC-Schaltung

Low temperature cofired ceramics sind Mehrlagenschaltungen aus einzelnen Keramiklagen. Durch das Bedrucken der einzelnen Keramiklagen können Leiterbahnen, Widerstände sowie kapazitive und induktive Funktionalitäten erzeugt werden. Zur Herstellung von Mehrlagenschaltungen müssen die Keramikträger verpresst und abschließend bei 850 bis 900° C gesintert werden.

schematischer Aufbau einer ltcc mehrlagen schaltung

Anwendungen von keramischen Substrattechnologien

Wann ist LTCC die optimale Substrattechnologie für eine Schaltung? Bei zahlreichen Anwendungen bestehen besondere Anforderungen an die elektronischen Schaltungen und Bauteile. LTCC wird eingesetzt, wenn folgendes gefordert wird:

  • Ideale Wärmeleitung in großen Temperaturbereich (-100° C … + 200° C)
  • Hochfrequenzstabilität
  • Dauerhafte Hermetizität
  • Langzeitstabilität (> 20 Jahre)
  • Hohe Durchschlagsfestigkeit & mechanische Festigkeit
  • Resistenzen gegen Plasma oder Ionen-Beschuss
  • Hoher Grad an Miniaturisierung – 3-D-Funktionen wie Kavitäten, gestufte Bondebenen, Kanäle und Membranen
Anwendungsbereiche von LTCC Schaltungen

Gegenüber herkömmlichen Schaltungsträgern wie z.B. FR4 kann die LTCC-Technologie genau diese Anforderungen erfüllen. Typische Anwendungsgebiete liegen unter anderem in Bereichen wie der Medizintechnik, Automobilindustrie, Hochfrequenz-Technologie, Weltraumtechnologie oder Kommunikationstechnologie.

Typischer Aufbau einer LTCC Schaltung

Wir bei Micro-Hybdrid geben bewusst keine festen Designrules für den Aufbau einer keramischen Schaltung an. Je nach den spezifischen Anforderungen können unserer Entwicklungsprofis die passende Schaltung für unsere Kunden designen. Hier beschreiben wir grundlegende Features einer solchen Elektronik.

  • Materialsysteme DuPont 951 + 9K7 - Niedriger thermischer Ausdehnungskoeffizient, 5,8 ppm / K (DuPont 951), 4,4 ppm/K (DuPont 9K7)
  • Kompatibilität mit verschiedenen Edelmetall-Pasten (für sehr zuverlässige Leiter)
  • Dicke einer einzelnen Lage: 40 μm -200 μm
  • Lagenanzahl 3 ... 40
  • Nutzengröße : 6“ x 6“ (ungesinterter Zustand)
typischer Aufbau einer LTCC mehrlagenschaltung

Herstellungsprozess von LTCC-Substraten

Für die Fertigung von LTCC verwenden wir vorgefertigte Grünfolien. Abhängig vom vorgegebenen Design werden Löcher an vorgegebene Positionen gestanzt und mit einer Metallpaste befüllt. Diese sogenannten Vias bilden im Multilagenaufbau die vertikale Kontaktierung. Anschließend werden mittels Siebdruck die Metallpasten auf die Grünfolie aufgebracht, welche die planaren elektrischen Leiterbahnen bilden.

herstellungs-prozess von LTCC Schaltungen

Nach dem Aufbringen der Metallstrukturen werden die Grünfolien in einer vorgegebenen Reihenfolge aufeinander gepresst und zwischen 850 - 900° C gesintert. Empfindliche Strukturen bzw. Oberflächenbauelemente können zusätzlich noch aufgebracht bzw. bestückt werden. Darauffolgend werden die LTCC-Substrate vereinzelt und auf Ihre Funktionalität geprüft.

Wir beraten Sie gern zu Ihrem Entwicklungsprojekt und den optimalen Substrat- und Packagingtechnologien.