1. Per què utilitzar plaques de circuits ceràmics
El PCB ordinari sol estar fet de làmina de coure i unió de substrats, i el material del substrat és principalment fibra de vidre (FR-4), resina fenòlica (FR-3) i altres materials, l'adhesiu sol ser fenòlic, epoxi, etc. En el procés de Processament de PCB a causa de l'estrès tèrmic, factors químics, procés de producció inadequat i altres motius, o en el procés de disseny a causa de les dues cares de l'asimetria del coure, és fàcil conduir a diferents graus de deformació de la placa PCB
Torsió de PCB
I un altre substrat de PCB: el substrat ceràmic, a causa del rendiment de dissipació de calor, la capacitat de càrrega del corrent, l'aïllament, el coeficient d'expansió tèrmica, etc., són molt millors que les plaques PCB de fibra de vidre ordinàries, de manera que s'utilitza àmpliament en mòduls electrònics d'alta potència. , aeroespacial, electrònica militar i altres productes.
Substrats ceràmics
Amb un PCB ordinari que utilitza làmina de coure adhesiva i unió de substrat, el PCB de ceràmica es troba en un entorn d'alta temperatura, mitjançant la unió de la làmina de coure i el substrat ceràmic junts, una força d'unió forta, la làmina de coure no caurà, alta fiabilitat, rendiment estable en alta temperatura, ambient d'alta humitat
2. Material principal del substrat ceràmic
Alúmina (Al2O3)
L'alúmina és el material de substrat més utilitzat en el substrat ceràmic, ja que en propietats mecàniques, tèrmiques i elèctriques en comparació amb la majoria de les altres ceràmiques d'òxid, alta resistència i estabilitat química i una font rica de matèries primeres, adequada per a una varietat de tecnologia de fabricació i diferents formes. .Segons el percentatge d'alúmina (Al2O3) es pot dividir en 75 porcellana, 96 porcellana, 99,5 porcellana.Les propietats elèctriques de l'alúmina gairebé no es veuen afectades pel diferent contingut d'alúmina, però les seves propietats mecàniques i la conductivitat tèrmica canvien molt.El substrat amb baixa puresa té més vidre i rugositat superficial més gran.Com més gran sigui la puresa del substrat, més suau, compacte i la pèrdua mitjana és menor, però el preu també és més alt.
Òxid de beril·li (BeO)
Té una conductivitat tèrmica més alta que l'alumini metàl·lic i s'utilitza en situacions en què es necessita una alta conductivitat tèrmica.Disminueix ràpidament quan la temperatura supera els 300 ℃, però el seu desenvolupament està limitat per la seva toxicitat.
Nitrur d'alumini (AlN)
Les ceràmiques de nitrur d'alumini són ceràmiques amb pols de nitrur d'alumini com a fase cristal·lina principal.En comparació amb el substrat ceràmic d'alúmina, la resistència a l'aïllament, l'aïllament suporta una tensió més alta, una constant dielèctrica més baixa.La seva conductivitat tèrmica és de 7 a 10 vegades la de l'Al2O3, i el seu coeficient d'expansió tèrmica (CTE) coincideix aproximadament amb el xip de silici, que és molt important per als xips de semiconductors d'alta potència.En el procés de producció, la conductivitat tèrmica d'AlN es veu molt afectada pel contingut d'impureses d'oxigen residual, i la conductivitat tèrmica es pot augmentar significativament reduint el contingut d'oxigen.En l'actualitat, la conductivitat tèrmica del procés
A partir dels motius anteriors, es pot saber que la ceràmica d'alúmina ocupa una posició líder en els camps de la microelectrònica, l'electrònica de potència, la microelectrònica mixta i els mòduls de potència a causa del seu rendiment integral superior.
En comparació amb el mercat de la mateixa mida (100 mm × 100 mm × 1 mm), diferents materials de preu del substrat ceràmic: 96% alúmina 9,5 iuans, 99% alúmina 18 iuans, nitrur d'alumini 150 iuans, òxid de beril·li 650 iuans, es pot veure que la diferència de preus entre diferents substrats també és relativament gran
3. Avantatges i desavantatges del PCB ceràmic
Avantatges
- Gran capacitat de transport de corrent, corrent de 100 A contínuament a través d'un cos de coure d'1 mm i 0,3 mm de gruix, augment de la temperatura d'uns 17 ℃
- L'augment de temperatura és només d'uns 5 ℃ quan el corrent de 100 A passa contínuament a través del cos de coure de 2 mm i 0,3 mm de gruix.
- Millor rendiment de dissipació de calor, baix coeficient d'expansió tèrmica, forma estable, no fàcil de deformar.
- Bon aïllament, resistència a alta tensió, per garantir la seguretat personal i l'equip.
Desavantatges
La fragilitat és un dels principals desavantatges, que porta a fer només taulers petits.
El preu és car, els requisits dels productes electrònics cada cop més regles, placa de circuit de ceràmica o utilitzats en alguns dels productes de gamma més alta, productes de gamma baixa no s'utilitzaran en absolut.
4. Ús de PCB ceràmic
a.Mòdul electrònic d'alta potència, mòdul de panells solars, etc
- Font d'alimentació de commutació d'alta freqüència, relé d'estat sòlid
- Electrònica d'automoció, aeroespacial, electrònica militar
- Productes d'il·luminació LED d'alta potència
- Antena de comunicació