Novel bonding method of low temperature cofired ceramic tapes

• Autorzy: Jurków D. , Golonka L.

Warianty tytułu

PL

Nowa metoda łączenia warstw niskotemperaturowej ceramiki współwypalanej

• Konferencja: International Conference of IMAPS - CPMP IEEE (32 ; 2008 ; Pułtusk, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The lamination determines quality and geometry of the fabricated ceramic microsystems. The thermo-compression method is commonly used. In this technique the Low Temperature Co-Fired Ceramics (LTCC) tapes are joined together at high pressure and temperature. Cold Chemical Lamination (CCL) is presented in the paper. It is a solvent-base method used for green ceramic tape bonding. The tapes are covered by film of the special liquid. Then the ceramics are put in a stack and laminated at low pressure below 0.5 MPa. The lamination quality is investigated. The cross-section of the close chambers is examined by optical and Scanning Electron Microscopy. The solvent influences the basic electrical properties of the thermistors composition (ESL NTC-2114), sheet resistance at a room temperature, R=f(T) dependence, B constant and a long term stability is analysed. The lead free ESL 41020 tape is used during the experiment. The thermistor composition is screen printed on the LTCC substrate. The R=f(T) dependence is measured by the Agilent 34970A data acquisition unit. Long--term stability is investigated by annealing at 150°C for 200 h.

PL

Jakość połączenia warstw folii niskotemperaturowej ceramiki współwypalanej (LTCC) oraz geometria komór silnie zależą od procesu laminacji. Obecnie powszechnie stosowaną metodą do produkcji ceramicznych układów wielowarstwowych jest laminacja termokompresyjna. Przy jej zastosowaniu warstwy są łączone w wysokiej temperaturze i ciśnieniu. W artykule przedstawiono alternatywną metodę łączenia folii niskotemperaturowej ceramiki. Warstwy są łączone za pomocą rozpuszczalników, które zmiękczają powierzchnie łączonych folii. W kolejnym etapie warstwy są ze sobą wstępnie łączone i dociskane niewielkim ciśnieniem (poniżej 0,5 MPa). W artykule przedstawiono jakość połączeń uzyskanych za pomocą nowej metody, jak również wpływ rozpuszczalnika na parametry elektryczne grubowarstwowych elementów biernych.

Słowa kluczowe

EN

LTCC; thermistor; lamination

PL

LTCC; termistor; laminacja

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych
• Czasopismo: Materiały Elektroniczne
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 36, nr 4
• Strony: 139--148
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Jurków D.

autor

Golonka L.

• Faculty of Microsystem Electronics and Photonics, Wroclaw University of Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50 --370 Wroclaw, Poland,

Bibliografia

• [1] Golonka L., Zawada T., Radojewski J., Roguszczak H., Stefanow M.: LTCC microfluidic system, International Journal of Applied Ceramic Technology, 3, (2006), 150-156
• [2] Golonka L., Roguszczak H., Zawada T., Radojewski J., Grabowska I., Chudy M., Dybko A., Brzózka Z., Stadnik D.: LTCC based microfluidic systems with optical detection, Sensors and Actuators B, (2005), 396-402.
• [3] Golonka L.: Technology and applications of low temperature cofired ceramic (LTCC) based sensors and microsystems, Bulletin of the Polish Academy of Sciences, 54, (2006), 221-231
• [4] Peterson K.A., Patel K.D., Ho C.K., Rohde S.B., Nordquist C.D., Walker C.A., Wroblewski B.D., Okandam M.: Novel microsystem applications with new techniques in low temperature co-fired ceramics, International Journal of Applied Ceramics Technology, 2, (2005), 345-363
• [5] Jurków D., Golonka L.: Integrated LTCC gas flow sensor with measuring device, Proceedings of the 4th International Conference IMAPS/ACerS International Conference and Exhibition on Ceramic Interconnection and Ceramic Microsystems Technologies, Munich (German), April, 2008
• [6] Jurków D., Golonka L. J., Roguszczak H.: LTCC gas flow sensor, Proceedings of the XXXI International Microelectronics and Packaging Conference IMAPS Poland Chapter, Rzeszów-Krasiczyn (Poland), (2007), 279-282
• [7] Birol H., Maeder T., Jacq C., Corradini G., Passerini R., Fournier Y., Straesseler S., Ryser R: Fabrication of LTCC micro-fluidic devices using sacrificial carbon layers, Proceedings of the IMAPS Conference, Baltimore, 2005
• [8] Smetana W., Balluch B., Stangl G., Gaubitzer E., Edetsberger M., Kohler G. : A multi-sensor biological monitoring module built up in LTCC-technology, Micro Engineering, 84, (2007), 1240-1243
• [9] Piwonski M. A., Roosen A.: Low pressure lamination of ceramic green tapes by gluing at room temperature, Journal of the European Ceramic Society, 19, (1999), 263-270
• [10] Roosen A., Schindler K.: Cold low pressure lamination of ceramic green tapes, Proceedings of the First International Conference and Exhibition on Ceramic Interconnect and Ceramic Microsystems Technologies, Baltimore, 2005
• [11] Roosen A.: New lamination technique to join ceramic green tapes for the manufacturing of multilayer devices, Journal of the European Ceramic Society, 21, (2001), 1993-1996
• [12] Suppakarn N., Ishida H., Cawley J.: Roles of poly (propylene glycol) during solvent-based lamination of ceramic green tapes, J. Am. Ceram. Soc., 84, (2001), 289-294
• [13] Rocha, Z. M., Ibanez Garcia N., Oliveira N. A., Matos, J., Rosario, D., Gongora-Rubio M.R.: Low temperature and pressure lamination of LTCC tapes for meso-systems, proceedings of IMAPS Conference and Exhibition on Ceramic Interconnect Technology, Denver, 2004
• [14] Burdon J. W., Huang R., Wilcox D., Naclerio N. J.: Method for fabrication a multilayered structure nd the structures formed by the method, United States Patent 6592696, 15 July 2003.
• [15] Jurków D., Malecha K., Golonka L: Investigation of LTCC thermistor properties, Proceedings of the XXXII International Microelectronics and Packaging Conference IMAPS Poland Chapter, Pułtusk, (Poland), 2008