LTCC-Mehrlagentechnik für anspruchsvolle Elektronik-Applikationen

Keramische Substrate als Schaltungsträger für kompakte elektronische Baugruppen ermöglichen anspruchsvolle Anwendungen von Schaltungen in Bereichen wie Leistungselektronik, Medizintechnik, Industrie und vielen mehr. Micro-Hybrid bietet mit LTCC und Dickschicht-Hybrid Technologie ein umfassendes Portfolio.

Beim Design von elektronischen Baugruppen kommt der Wahl des Grundmaterials eine entscheidende Bedeutung zu. Hohe thermische Leitfähigkeit, Wärmewiderstand oder mechanische Stabilität bilden die funktionalen Grundvoraussetzungen für die Realisierung von elektronischen Anwendungen mit konkreten Ansprüchen an Langzeitstabilität und Zuverlässigkeit. So muss beispielsweise für Anwendungen in der Leistungselektronik das Trägermaterial eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweisen, um die von den Bauteilen erzeugte Wärme schnell und effizient von den Leiterschichten abführen zu können. Dies wird durch die hohe Wärmeleitfähigkeit von Keramiksubstraten gewährleistet.

Anwendungen für Weltraum- und Satellitentechnologie erfordern besonders hohe Ansprüche an die Verarbeitung da sie hohen mechanischen Belastungen beim Start ausgesetzt sind. Ebenso müssen sie die Substrate und Schaltungen den extremen Umweltbedingungen, wie Vakuum, kosmische Strahlung und extreme Temperaturen im Weltall während ihrer Missionszeit standhalten.

Micro-Hybrid Electronic bietet zur Realisierung von anwendungsspezifischen Schaltungen Dickschicht-Hybrid Technologie (basierend auf Al2O3 Aluminiumoxyd-Keramik) und auch LTCC Technologie an. Beide Technologien eignen aufgrund der Materialeigenschaften der jeweils verwendeten Keramik sich besonders gut für solche anspruchsvollen Anwendungsfälle.

Darstellung der einzelnen Prozessschritte im Fertigungsprozess von LTCC Schaltungen — Darstellung des LTCC-Fertigungsprozesses

Die Herstellung von LTCC oder low temperature cofired ceramics basierenden Baugruppen in unserem LTCC Kompetenzzentrum erfolgt, je nach Kundenwunsch, von der Entwicklung des Schaltungslayouts über die Inhouse Produktion der spezifischen LTCC Substrate bis hin zu Bestückung von Bauteilen, Einbettung von Chips, Chip- und Sensormodulen sowie Verschluss mittels entsprechender Gehäuse.

Dabei kommen in der Regel Schichtdicken je Lage von 40 bis 200 µm (weitere auf Anfrage) zum Einsatz. Schaltungen von 3 bis zu 40 Lagen können so realisiert werden. Bestimmend für das Schaltungsdesign sind aber stets die jeweils individuellen Parameter der Applikation. Unsere Technologie- und Elektronikentwickler entwickeln dafür das optimale Schaltungsdesign.

Der Fertigungsprozess der kundenspezifischen LTCC Substrate besteht im Wesentlichen aus 8 Prozessschritten vom Green Tape mit 6" x 6" (ungesintert) über das Stanzen von Vias und Kavitäten, deren Füllung mit metallischen Pasten bis hin zum Sintern und Vereinzeln.

Das Ergebnis sind keramische Schaltungsträger mit exakt erfüllten, anwendungsspezifischen Parametern für die weitere Montage und Verarbeitung bis hin zu fertig kalibrierten und getesteten Baugruppen und Sensormodulen.

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