Was ist HTCC

       HTCC (High Temperature Co-Fired Ceramic) besteht aus Wolfram, Molybdän, Molybdän, Mangan und einer anderen Heizwiderstandspaste aus Metall mit hohem Schmelzpunkt, die auf 92-96% Aluminiumoxid-Gusskeramik gemäß den Anforderungen des Heizkreisdesigns gedruckt ist Auf dem Grünkörper, 4–8 % des Sinterhilfsmittels werden dann in mehreren Schichten laminiert und bei einer hohen Temperatur von 1500–1600°C gemeinsam gebrannt, um ein Ganzes zu bilden.

       Daher hat es die Vorteile von Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit, langer Lebensdauer, hoher Effizienz und Energieeinsparung, gleichmäßiger Temperatur, guter Wärmeleitfähigkeit, schneller Wärmekompensationsgeschwindigkeit usw. und enthält kein Blei, Cadmium, Quecksilber, sechswertiges Chrom , polybromierte Biphenyle, polybromierte Diphenylether und andere schädliche Substanzen, in Übereinstimmung mit EU RoHS und anderen Umweltschutzanforderungen.

       Aufgrund der hohen Brenntemperatur kann HTCC keine Metallmaterialien mit niedrigem Schmelzpunkt wie Gold, Silber, Kupfer usw. verwenden, sondern muss hochschmelzende Metallmaterialien wie Wolfram, Molybdän und Mangan verwenden. Diese Materialien haben eine geringe elektrische Leitfähigkeit und verursachen Defekte B. Signalverzögerung, so dass sie nicht zur Verwendung geeignet sind Substrate für mikromontierte Hochgeschwindigkeits- oder Hochfrequenzschaltungen. Aufgrund der Vorteile hoher struktureller Festigkeit, hoher Wärmeleitfähigkeit, guter chemischer Stabilität und hoher Verdrahtungsdichte haben HTCC-Substrate jedoch breite Anwendungsperspektiven in mikromontierten Hochleistungsschaltkreisen.

Klassifizierung von HTCC

       Unter den gemeinsam gebrannten Hochtemperaturkeramiken sind die Keramiken mit Aluminiumoxid, Mullit und Aluminiumnitrid als Hauptkomponenten wichtiger.

Tonerde

       Aluminiumoxidkeramiktechnologie ist eine relativ ausgereifte mikroelektronische Verpackungstechnologie. Sie wird bei 1500-1700 ℃ mit 92-96 % Aluminiumoxid und 4-8 % Sinterhilfsmitteln gesintert. Die Drahtmaterialien sind Wolfram und Molybdän. , Molybdän-Mangan und andere hochschmelzende Metalle.

        Die Substrattechnologie ist ausgereift, die Kosten für dielektrische Materialien niedrig und die Wärmeleitfähigkeit und Biegefestigkeit hoch. Aluminiumoxid-Mehrschichtkeramiksubstrate haben jedoch die folgenden Nachteile:

(1) Die Dielektrizitätskonstante ist hoch, was die Verbesserung der Signalübertragungsgeschwindigkeit beeinflusst;

(2) der Leiterwiderstand ist hoch und der Signalübertragungsverlust ist groß;

(3) Der Wärmeausdehnungskoeffizient unterscheidet sich stark von dem von Silizium, was seine Anwendung in Supercomputern einschränkt.

Mullit

       Die Dielektrizitätskonstante von Mullit beträgt 7,3-7,5, während die Dielektrizitätskonstante von Aluminiumoxid (96%) 9,4 beträgt, was höher ist als die von Mullit, sodass die Signalübertragungsverzögerungszeit von Mullit etwa 17% kleiner sein kann als die von Aluminiumoxid. und , der Wärmeausdehnungskoeffizient von Mullit ist dem von Silizium sehr ähnlich, so dass dieses Substratmaterial schnell entwickelt wurde.

       Beispielsweise haben Hitachi, Shinko und andere Unternehmen Mullit-Mehrschicht-Keramiksubstrate entwickelt, und ihre Produkte weisen gute Leistungsindikatoren auf. Die Verdrahtungsleiter dieses Substrats können jedoch nur Wolfram, Nickel, Molybdän usw. verwenden, die einen höheren spezifischen Widerstand und eine niedrigere Wärmeleitfähigkeit als das Aluminiumoxidsubstrat haben.

Aluminiumnitrid

       Bei Aluminiumnitridsubstraten entspricht der Wärmeausdehnungskoeffizient aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit von Aluminiumnitrid dem von Halbleitermaterialien wie Si, SiC und GaAs, und seine Dielektrizitätskonstante und sein dielektrischer Verlust sind besser als die von Aluminiumoxid und AlN ist härter Keramik, die unter rauen Umgebungsbedingungen gut funktioniert.

       Zum Beispiel haben AlN-Keramiken immer noch eine ausgezeichnete Stabilität bei hoher Temperatur.Daher wurde Aluminiumnitrid im In- und Ausland umfassend untersucht und hatbemerkenswerte Fortschritte als mehrschichtiges Substratmaterial gemacht.

Die Nachteile von Aluminiumnitrid-Substraten sind:

(1) Der spezifische Widerstand des Verdrahtungsleiters ist hoch und der Signalübertragungsverlust ist groß;

(2) Die Sintertemperatur ist hoch und der Energieverbrauch groß;

(3) die Dielektrizitätskonstante ist höher als die von bei niedriger Temperatur gemeinsam gebrannten keramischen dielektrischen Materialien;

(4) Nachdem das Aluminiumnitridsubstrat zusammen mit Leitern wie Wolfram und Molybdän gebrannt wurde, nimmt seine Wärmeleitfähigkeit ab;

(5) Siebgedruckte Widerstände und andere passive Komponenten können nicht in das Hochtemperatur-Cofiring-Verfahren eingebaut werden, da die Metalloxide in der Paste dieser passiven Komponenten in der reduzierenden Atmosphäre des Prozesses reagieren und die Leistung verändern ;

(6) Der Außenleiter muss vernickelt und vergoldet werden, um ihn vor Oxidation zu schützen, gleichzeitig die elektrische Leitfähigkeit der Oberfläche zu erhöhen und eine Metallisierungsschicht bereitzustellen, die drahtgebondet und gelötet werden kann.

       Trotz dieser Nachteile haben Aluminiumnitridsubstrate im Allgemeinen mehr Vorteile als andere bei Hochtemperatur gemeinsam gebrannte Keramiksubstrate und haben eine gute Entwicklungsperspektive auf dem Gebiet der bei Hochtemperatur gemeinsam gebrannten Keramiken.

       Anwendung von HTCC HTCC-Keramikheizelement ist ein neuartiges hocheffizientes, umweltfreundliches und energiesparendes Keramikheizelement, das im Vergleich zu PTC-Keramikheizelementen bei gleicher Heizwirkung 20-30 % elektrische Energie einsparen kann , das Produkt ist weit verbreitet im täglichen Leben, in der Industrie- und Agrartechnik, im Militär, in der Wissenschaft, in der Kommunikation, in der Medizin, im Umweltschutz, in der Luft- und Raumfahrt und in vielen anderen Bereichen.

       Wie kleine Warmluftöfen, Föhne, Trockner, Wäschetrockner, Heizungen, Heiz- und Kühlluftentfeuchter, Handwärmer, Trockner, elektrische Schienen, elektrische Bügeleisen, elektrische Bügeleisen, Lockenstäbe, elektronische Thermoskannen, Wärmespeicherboxen, Wärmespeicherschränke, Kerosinverdampfungsofen, elektrischer Heizherd, WC-Keramikheizer, Warmwasserbereiter, Infrarot-Physiotherapiegerät, intravenöser Flüssigkeitserhitzer, kleines spezielles Kristallgerät mit konstanter Temperatur, industrielles Trocknungsgerät, elektrischer Heizkleber, Wasser, Heizelemente für Öl und Flüssigkeiten auf Säurebasis , etc. Wie im Bild zu sehen sind das bogenförmige Heizelement und das kreisförmige Heizelement aus HTCC.