Qu'est-ce que le HTCC

      HTCC (céramique co-cuite à haute température) est composé de tungstène, de molybdène, de molybdène, de manganèse et d'autres pâtes de résistance chauffante en métal à point de fusion élevé imprimées sur de la céramique coulée à 92-96% d'alumine selon les exigences de la conception du circuit de chauffage Sur le corps vert, 4 à 8 % de l'auxiliaire de frittage sont ensuite laminés en plusieurs couches, et co-cuits à une température élevée de 1500 à 1600°C pour former un tout.

       Par conséquent, il présente les avantages de la résistance à la corrosion, de la résistance aux hautes températures, de la longue durée de vie, du rendement élevé et des économies d'énergie, de la température uniforme, de la bonne conductivité thermique, de la vitesse de compensation thermique rapide, etc., et ne contient pas de plomb, de cadmium, de mercure, de chrome hexavalent , polybromobiphényles, polybromodiphényléthers et autres substances nocives, conformément à la directive RoHS de l'UE et à d'autres exigences de protection de l'environnement.

       En raison de la température de cuisson élevée, HTCC ne peut pas utiliser de matériaux métalliques à faible point de fusion tels que l'or, l'argent, le cuivre, etc., mais doit utiliser des matériaux métalliques réfractaires tels que le tungstène, le molybdène et le manganèse. Ces matériaux ont une faible conductivité électrique et provoquent des défauts tels que le retard du signal, ils ne conviennent donc pas Substrats pour circuits micro-assemblés à haute vitesse ou à haute fréquence. Cependant, en raison des avantages d'une résistance structurelle élevée, d'une conductivité thermique élevée, d'une bonne stabilité chimique et d'une densité de câblage élevée, les substrats HTCC ont de larges perspectives d'application dans les circuits micro-assemblés à haute puissance.

Classification du HTCC

       Parmi les céramiques cocuites à haute température, les céramiques contenant de l'alumine, de la mullite et du nitrure d'aluminium comme composants principaux sont les plus importantes.

Alumine

       La technologie céramique d'alumine est une technologie d'emballage microélectronique relativement mature.Elle est frittée à 1500-1700 ℃ par 92-96% d'alumine et 4-8% d'auxiliaires de frittage.Les matériaux de fil sont le tungstène et le molybdène. , Molybdène-manganèse et autres métaux réfractaires.

       La technologie du substrat est mature, le coût des matériaux diélectriques est faible et la conductivité thermique et la résistance à la flexion sont élevées. Cependant, les substrats céramiques multicouches d'alumine présentent les inconvénients suivants :

(1) La constante diélectrique est élevée, ce qui affecte l'amélioration de la vitesse de transmission du signal ;

(2) La résistivité du conducteur est élevée et la perte de transmission du signal est importante.

(3) Le coefficient de dilatation thermique est assez différent de celui du silicium, ce qui limite son application dans les supercalculateurs.

Mullite

       La constante diélectrique de la mullite est de 7,3 à 7,5, tandis que la constante diélectrique de l'alumine (96%) est de 9,4, ce qui est supérieur à celui de la mullite, de sorte que le temps de retard de transmission du signal de la mullite peut être d'environ 17% inférieur à celui de l'alumine, et , le coefficient de dilatation thermique de la mullite est très proche de celui du silicium, ce matériau de substrat a donc été rapidement développé.

       Par exemple, Hitachi, Shinko et d'autres sociétés ont développé des substrats céramiques multicouches en mullite et leurs produits ont de bons indicateurs de performance. Cependant, les conducteurs de câblage de ce substrat ne peuvent utiliser que du tungstène, du nickel, du molybdène, etc., qui ont une résistivité plus élevée et une conductivité thermique plus faible que le substrat en alumine.

Nitrure d'aluminium

       Pour les substrats en nitrure d'aluminium, en raison de la conductivité thermique élevée du nitrure d'aluminium, le coefficient de dilatation thermique correspond à celui des matériaux semi-conducteurs tels que Si, SiC et GaAs, et sa constante diélectrique et sa perte diélectrique sont meilleures que celles de l'oxyde d'aluminium et AlN Céramique qui fonctionne bien dans des conditions environnementales difficiles.

Par exemple, les céramiques AlN ont toujours une excellente stabilité à haute température.Par conséquent, le nitrure d'aluminium a été largement étudié au pays et à l'étranger et a fait des progrès remarquables en tant que matériau de substrat multicouche.

Les inconvénients des substrats en nitrure d'aluminium sont :

(1) La résistivité du conducteur de câblage est élevée et la perte de transmission du signal est importante.

(2) La température de frittage est élevée et la consommation d'énergie est importante ;

(3) La constante diélectrique est supérieure à celle des matériaux diélectriques céramiques cocuits à basse température;

(4) Après que le substrat de nitrure d'aluminium est co-cuit avec des conducteurs tels que le tungstène et le molybdène, sa conductivité thermique diminue ;

(5) Les résistances sérigraphiées et autres composants passifs ne peuvent pas être incorporés dans le processus de co-combustion à haute température, car les oxydes métalliques dans la pâte de ces composants passifs réagiront dans l'atmosphère réductrice du processus pour modifier les performances. ;

(6) Le conducteur extérieur doit être nickelé et plaqué or pour le protéger de l'oxydation, tout en augmentant la conductivité électrique de la surface et en fournissant une couche de métallisation qui peut être câblée et soudée.

       Malgré ces inconvénients, en général, les substrats en nitrure d'aluminium présentent plus d'avantages que d'autres substrats céramiques cocuits à haute température, et ont de bonnes perspectives de développement dans le domaine des céramiques cocuites à haute température.

       Application de l'élément chauffant en céramique HTCC HTCC est un nouveau type d'élément chauffant en céramique à haut rendement, respectueux de l'environnement et économe en énergie. Comparé à l'élément chauffant en céramique PTC, il peut économiser 20 à 30 % d'énergie électrique avec le même effet de chauffage. Par conséquent , le produit est largement utilisé dans la vie quotidienne, la technologie industrielle et agricole, l'armée, la science, les communications, la médecine, la protection de l'environnement, l'aérospatiale et de nombreux autres domaines.

       Tels que petits radiateurs à air chaud, sèche-cheveux, sèche-linge, sèche-linge, radiateurs, déshumidificateurs de chauffage et de refroidissement, chauffe-mains, séchoirs, attelles électriques, fers électriques, fers électriques, fers à friser, thermos électroniques, boîte de conservation de la chaleur, armoire de conservation de la chaleur, four de vaporisation de kérosène, cuisinière électrique, chauffe-céramique pour toilettes, chauffe-eau, appareil de physiothérapie infrarouge, chauffe-liquide intraveineux, petit bain à température constante pour appareil à cristal spécial, équipement de séchage industriel, adhésif chauffant électrique, eau, éléments chauffants pour liquides à base d'huile et d'acide , etc. Comme le montre l'image, l'élément chauffant en forme d'arc et l'élément chauffant circulaire en HTCC.