LTCC-Leiterplatten. Technologie und Eigenschaften LTCC 1. Markus Widmann

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1 LTCC-Leiterplatten Technologie und Eigenschaften Markus Widmann LTCC 1

2 Aufgabe Low Temperature Cofired Ceramic ist eine Technologie zur Herstellung dichter Keramiksubstrate. Diese können in anspruchsvollen Fällen Leiterplatten ersetzten und bieten einige positive Eigenschaften (Ausdehnungkoeffizient, thermische Leitfähigkeit, integrierte Bauteile, integrierte Kühlung). Die Technologie und ihre Eigenschaften soll vorgestellt werden. Christophe Thil LTCC 2

3 Inhalt Kurzer allgemeiner Teil was ist LTCC eigentlich Eigenschaften, Herstellung, Aufbau Für was nutzbar Anwendungen Was kann man damit machen R,L,C; Vorteile LTCC 3

4 Ablauf Herstellung Ablauf der Herstellung Eigenschaften Anwendungen Vergleich Aufbau Integrierung Vorteile Quellen LTCC 4

5 Herstellung LTCC kann man definieren als eine Mehrschichten Schaltung, die dadurch hergestellt wird, dass man einzelne Green Sheets laminiert. Auf deren Oberfläche Leiterbahnen gedruckt sind und die anschließend in einem Schritt gebrannt werden. Dieser Prozess ist nahe zu identisch zu HTCC der große Vorteil der LTCC Systeme liegt jedoch in seiner Möglichkeit, Leiter mit niedrigeren Widerständen wie Gold, Silber, Kupfer und mit Platin und Paladium Legierungen zu arbeiten, anstatt auf Wolfram und Molybden angewiesen zu sein LTCC 5

6 Die Trennung zwischen diesen zwei (verschiedenen) Technologien wird durch die Brenntemperatur bestimmt: Bei HTCC benötigt man über 1000 C für LTCC jedoch nur C, was die Möglichkeit gibt Silber für die Leiterbahnen zu benutzen LTCC 6

7 Ablauf der Herstellung LTCC 7

8 Eigenschaften Geringe Dielektrizitätskonstante und Dieelektrischer Verlust Niederer Schaltungswiderstand Hochdichte Module und Fähigkeit eine Mehrfachschicht von Widerständen in eine Mehrlagige Struktur einzufügen Sehr beständig und geeigent für Hochfrequentzanwendungen LTCC 8

9 Anwendungen Telekomunikationsanlagen Geräte wie Fax, Modem und ISDN Hochfrequenz Geräte Wie Handy, PDA, etc. Telekomunikationseinheiten Wie RF-Leistungsverstärker, Hohe Beständigkeit und Verwendung in Medizinischen Produkten LTCC 9

10 Vergleich LTCC-Leiterplatten sind im Vergleich zu den Klassischen weniger platzraubend Wir haben die integrierten Bauteile Die integrierten Bahnen Und somit gegenüber der klassischen weniger Bauteile die auf die Oberfläche müssen > wir können Chips besser fixieren LTCC 10

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12 Aufbau Von außen betrachtet sieht es aus wie ein einfacher Keramikblock, im inneren jedoch verbirgt sich eine komplexe 3D Schaltung LTCC 12

13 Integrierung Es ist Möglich passive Elemente wie R,L,C in das Trägermaterial zu integrieren. Widerstände werden mit Hilfe einer speziellen Paste hergestellt, die man einfach wie Leiterbahnen auf das Tape druckt, die man mit und nach brennt LTCC 13

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15 Vorteile Die LTCC Technologie bringt uns eine Reihe von Vorteilen: Economischerer Herstellungsprozess im Vergleich zu herkömmlichen Dick-Film-Technologie Massen Produktion ist möglich, (bestimmte Prozesse lassen sich automatisieren) Herstellungsmethoden sind relativ einfach und billig Tapes mit verschiedenen Zusamenstellungen können mit gewünschtem Verhalten, der Lagen hergestellt werden Elektrische Schaltungen können integriert werden LTCC 15

16 3D-Schaltungen können konstruiert und hergestellt werden Es besteht die Möglichkeit die Taps bzw Trägermaterial in verschiedene Formen zu schneiden Aufgrund der Möglichkeit R,L,C (passive Elemente) in das Trägermaterial einzubrennen wird die Schaltung (um ca 50% gegenüber der PCB) verkleinert Unbegrenzte Anzahl von Lagen LTCC 16

17 Möglichkeit Frequenzen über 30 GHz zu leisten Hohe Widerstandsfähigkeit gegen Arbeitstemperaturen (von bis zu 350 C) Gute thermische Leitfähigkeit im Gegensatz zu PCB's Kompatibel mit den Geräten der herkömmlichen Dick-Film-Technologie Die elektrischen Daten der verwendbaren leitenden Materialien sind hervorragend (Gold,Silber) LTCC 17

18 Quellen Informations prospekt Www. ltcc-consulting.com/ltcc_technology ltcc.de/en/whatis_pro.php skymos.com/ Multilayered Low Temperature Cofired Ceramics (LTCC) Technology / by Yoshihiko Imanaka, Boston, MA: Springer US, Online- Ressource (XXXI, 229 p, digital) LTCC 18