HTCC는 무엇입니까?

고온 공소 세라믹 HTCC(High Temperature co-fired Ceramic)는 재료로 텅스텐, 몰리브덴, 몰리브덴, 망간 등 고융점 금속 발열 저항 펄프를 발열 회로 설계의 요구에 따라 92~96%의 산화알루미늄 유연 세라믹 반제품에 인쇄하고 4~8%의 소결 보조제를 여러 겹으로 접합하여 1500~1600℃에서 고온에서 하나로 만든다.

따라서 내부식, 내고온, 수명이 길고 효율적인 에너지 절약, 온도가 고르며 열전도 성능이 양호하고 열보상 속도가 빠르다는 장점이 있으며 납, 카드뮴, 수은, 6가크롬, 브롬화페닐, 브롬화페닐에테르 등 유해물질이 함유되어 있지 않아 유럽연합 RoHS 등 환경 보호 요구에 부합된다.

소성 온도가 높기 때문에 HTCC는 금, 은, 구리 등 저융점 금속재료를 사용할 수 없고 텅스텐, 몰리브덴, 망간 등 용해하기 어려운 금속재료를 사용해야 한다. 이런 재료는 전도율이 낮고 신호 지연 등 결함을 초래하기 때문에 고속이나 고주파 마이크로 조립 회로의 기판을 만드는 데 적합하지 않다.그러나 HTCC 기판은 구조 강도가 높고 열전도율이 높으며 화학 안정성이 좋고 배선 밀도가 높은 장점을 가지기 때문에 고성능 마이크로 조립 회로에서 광범위한 응용 전망을 가지고 있다.

HTCC 분류

고온 공소 도자기에서 비교적 중요한 것은 산화알루미늄, 모래석과 질소화알루미늄을 주요 성분으로 하는 도자기다.

알루미늄

산화알루미늄 세라믹 기술은 비교적 성숙한 마이크로전자 봉인 기술로 92~96%의 산화알루미늄에 4~8%의 소결 보조제를 첨가하여 1500-1700℃에서 소결하여 만든 것으로 그 도선 재료는 텅스텐, 몰리브덴, 몰리브덴, 망간 등 용해하기 어려운 금속이다.

이 기판은 기술이 성숙하고 매체 재료의 원가가 낮으며 열전도율과 굴곡 저항 강도가 비교적 높다.그러나 산화알루미늄 다층 세라믹 기판은 다음과 같은 단점이 있다.

(1) 개전 상수가 높아 신호 전송 속도의 향상에 영향을 미친다.

(2) 도체의 저항률이 높고 신호 전송 손실이 비교적 크다.

(3) 열팽창 계수와 실리콘의 차이가 비교적 커서 거대 컴퓨터에서의 응용을 제한한다.

모래석

모래석의 개전 상수는 7.3-7.5이고 산화알루미늄(96%)의 개전 상수는 9.4로 모래석보다 높기 때문에 모래석의 신호 전송 지연 시간은 산화알루미늄보다 17% 정도 작으며 모래석의 열팽창 계수는 실리콘과 매우 가깝기 때문에 이런 기판 재료는 신속하게 발전했다.

예를 들어 히타치, 신코 등은 모두 모래석 다층 도자기 기판을 개발했고 그 제품은 좋은 성능 지표를 가지고 있다.그러나 이 기판의 배선도체는 텅스텐, 니켈, 몰리브덴 등만 사용할 수 있고 저항률이 비교적 크며 열전도율이 산화알루미늄 기판보다 낮다.

질화알루미늄

질소화 알루미늄 기판에 대해 말하자면 질소화 알루미늄의 열전도율이 높기 때문에 열팽창 계수는 Si, SiC와 GaAs 등 반도체 재료와 일치하고 그 매개 상수와 매체 손실은 모두 산화 알루미늄보다 우수하며 AlN은 비교적 단단한 도자기이기 때문에 혹독한 환경 조건에서도 잘 작동할 수 있다.

예를 들어 고온에서 AlN 도자기는 여전히 매우 좋은 안정성을 가지고 있기 때문에 질소화 알루미늄은 다층 기판 재료로 사용되고 국내외에서 광범위한 연구를 얻었고 주목할 만한 진전을 거두었다.

질화 알루미늄 기판이 가지고 있는 단점은 다음과 같다.

(1) 배선 도체의 저항률이 높고 신호 전송 손실이 비교적 크다.

(2) 소결 온도가 높고 에너지 소모가 비교적 크다.

(3) 개전 상수는 저온 공소 도자기 매체 재료에 비해 비교적 높다.

(4) 질소화 알루미늄 기판과 텅스텐, 몰리브덴 등 도체가 함께 타면 열전도율이 떨어진다.

(5), 실크스크린 인쇄의 저항기와 기타 무원소자는 고온공소공예에 병합할 수 없다. 왜냐하면 이런 무원소자의 펄프 재료 중의 금속 산화물은 이 공예의 환원 분위기에서 반응하여 성능을 나빠지게 하기 때문이다.

(6) 외층 도체는 반드시 니켈 도금으로 산화되지 않도록 보호하고 표면의 전도율을 증가하며 선용접과 주석용접 부품을 부착할 수 있는 금속화층을 제공해야 한다.

이런 단점이 있지만 전체적으로 보면 질소화 알루미늄 기판은 다른 고온 공소 도자기 기판보다 더 많은 장점을 가지고 고온 공소 도자기 분야에서 좋은 발전 전망을 가지고 있다.

HTCC의 응용 HTCC 도자기 발열편은 신형 고효율 친환경 에너지 절약 도자기 발열 소자로서 PTC 도자기 발열체에 비해 같은 가열 효과가 있는 상황에서 20~30%의 전기에너지를 절약하기 때문에 제품은 일상생활, 공업과 농업 기술, 군사, 과학, 통신, 의료, 환경보호, 우주 등 여러 분야에 광범위하게 응용된다.

예를 들어 소형 온풍 난방기, 드라이어, 건조기, 드라이어, 난방기, 냉난방 양습기, 온수기, 건조기, 전열 클러치, 다리미, 전기 인두, 곱슬머리 파마기, 전자 보온병, 보온박스, 보온장, 석유 가스레인지, 전열 취사도구, 좌변 도자기 가열기, 온수기, 적외선 치료기, 정맥 주사액 가열기, 소형 전용 수정체 부품 항온조, 공업 건조 설비,전열 접착기, 물, 기름 및 알칼리 액체 등의 가열 부품.그림에서 보듯이 HTCC로 제작된 호형 발열편과 원형 발열편이다.