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Diseño y Fabricación de Circuitos Multicapa Cerámicos en Tecnología LTCC para Aplicaciones de Alta Frecuencia

Instituto de Instrumentación para Imagen Molecular

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La tecnología LTCC permite la fabricación de circuitos y componentes en tecnología multicapa sobre materiales cerámicos que pueden ser co-sinterizados junto materiales conductores nobles a temperaturas por debajo del punto de fusión de los mismos. Las propiedades eléctricas de los materiales utilizados, tanto dieléctricos como conductores, son singularmente adecuados para la fabricación de componentes miniaturizados a muy alta frecuencia y con bajas pérdidas.

Entre las aplicaciones potenciales de esta tecnología destacan las siguientes:

- Componentes de microondas y onda milimétrica para comunicaciones espaciales
- Componentes y circuitos para comunicaciones móviles
- Tecnologías de comunicación inalámbricas para terminales móviles, sensores, etc.
- Realización de encapsulado para circuitos integrados de RF y microsistemas (MEMS)
- Sensores y detectores para estructuras de alta potencia de RF

Las capacidades tecnológicas del laboratorio son:

- Línea de procesado para circuitos de hasta 6¿ (15 x 15 cm)
- Número de capas máximo: <50
- Mínima anchura/separación de conductores: 75um /75um
- Diámetro mínimo via hole: 75um;
- Realización de cavidades y estructuras 3D
- Post-procesado de circuitos: singularización, wire bonding, integración de circuitos integrados, componentes de montaje superficial, etc.

El laboratorio tiene capacidad para la realización de prototipos y la asistencia de los usuarios en la transferencia de sus diseños hasta industrias de fabricación a media y pequeña escala. También es posible la realización de pequeñas series en proyectos de alto valor añadido.

Responsable científico

Martínez Pérez Jorge Daniel

Participantes

Martínez Pérez Jorge Daniel, Baquero Escudero Mariano

Aplicaciones

Applications of LTCC technology span across wide range of fields:
Components for wireless communications (e.g. Bluetooth, WLAN, WiMAX, HiperLAN, etc.).
Circuits and modules for microwave and millimeter-wave communications in space, radar and military applications.
Packaging of microelectronic circuits and sensors.
Automotive industry components.
Optoelectronic devices and sensors.
Microfluidic, medical and chemical sensors
Electronic and RF devices for high-power particle accelerators.
High density of integration electronics.

Ventajas técnicas

Main advantages of LTCC technology are:
High permittivity dielectric materials with very low loss tangent can be used targeting applications up to 100 GHz.
Ceramic materials guarantee maximum robustness performance under stringent environmental and mechanical conditions.
Better thermal conductivity compared to printed circuit board laminates and thermal coefficient of expansion (TCE) matched to Si and GaAs enabling bare die attaching.
Excellent for multi-layer modules in high density of integration application.
Embedded passives technology by screen printing of functional materials minimizing the number of SMD components and reducing area and assembly costs.
Key enabling technology for System-in-Package (SiP) designs.
Cavities, windows and 3-dimensinal forms with complex shapes can be realized.

Beneficios que aporta

Highly parallel fabrication process with enhanced reliability and production yield for miniaturized components targeting a huge variety of applications. The process is also highly automated enabling a low-cost batch manufacturing process.