1. Proč používat keramické desky plošných spojů
Obyčejná PCB je obvykle vyrobena z měděné fólie a lepení substrátu a materiálem substrátu je většinou skleněné vlákno (FR-4), fenolová pryskyřice (FR-3) a další materiály, lepidlo je obvykle fenolové, epoxidové atd. Zpracování PCB v důsledku tepelného namáhání, chemických faktorů, nesprávného výrobního procesu a dalších důvodů nebo v procesu návrhu kvůli dvěma stranám měděné asymetrie je snadné vést k různým stupňům deformace desky PCB
PCB Twist
A další substrát PCB - keramický substrát, díky výkonu rozptylu tepla, proudové zatížitelnosti, izolaci, koeficientu tepelné roztažnosti atd., je mnohem lepší než běžná deska plošných spojů ze skleněných vláken, takže je široce používán ve vysoce výkonných modulech elektroniky. , letectví, vojenská elektronika a další produkty.
Keramické podklady
S běžnou PCB pomocí lepicí měděné fólie a lepení substrátu je keramická deska plošných spojů ve vysokoteplotním prostředí, způsobem lepení měděné fólie a keramického substrátu dohromady, silná vazebná síla, měděná fólie nespadne, vysoká spolehlivost, stabilní výkon ve vysokých teplota, prostředí s vysokou vlhkostí
2. Hlavní materiál keramického substrátu
Alumina (Al2O3)
Oxid hlinitý je nejčastěji používaný substrátový materiál v keramickém substrátu, protože má mechanické, tepelné a elektrické vlastnosti ve srovnání s většinou ostatních oxidových keramik, vysokou pevnost a chemickou stabilitu a bohatý zdroj surovin, vhodný pro různé technologie výroby a různé tvary. .Podle procenta oxidu hlinitého (Al2O3) lze rozdělit na 75 porcelán, 96 porcelán, 99,5 porcelán.Elektrické vlastnosti oxidu hlinitého nejsou téměř ovlivněny rozdílným obsahem oxidu hlinitého, ale jeho mechanické vlastnosti a tepelná vodivost se velmi mění.Substrát s nízkou čistotou má více skla a větší drsnost povrchu.Čím vyšší je čistota substrátu, tím je hladší, kompaktnější, střední ztráta je nižší, ale také vyšší cena
Oxid beryllitý (BeO)
Má vyšší tepelnou vodivost než kovový hliník a používá se v situacích, kdy je potřeba vysoká tepelná vodivost.Po překročení teploty 300 ℃ rychle klesá, ale jeho vývoj je limitován jeho toxicitou.
Nitrid hliníku (AlN)
Keramika z nitridu hliníku je keramika s práškem nitridu hliníku jako hlavní krystalickou fází.Ve srovnání s keramickým substrátem z oxidu hlinitého, izolační odpor, izolace vydrží vyšší napětí, nižší dielektrická konstanta.Jeho tepelná vodivost je 7~10krát vyšší než u Al2O3 a jeho koeficient tepelné roztažnosti (CTE) je přibližně shodný s křemíkovým čipem, což je velmi důležité pro vysoce výkonné polovodičové čipy.Ve výrobním procesu je tepelná vodivost AlN značně ovlivněna obsahem zbytkových kyslíkových nečistot a tepelnou vodivost lze výrazně zvýšit snížením obsahu kyslíku.V současné době je tepelná vodivost procesu
Na základě výše uvedených důvodů je známo, že aluminová keramika je na vedoucí pozici v oblasti mikroelektroniky, výkonové elektroniky, smíšené mikroelektroniky a výkonových modulů díky svému vynikajícímu komplexnímu výkonu.
Ve srovnání s trhem stejné velikosti (100 mm × 100 mm × 1 mm), různé materiály keramického substrátu cena: 96% oxid hlinitý 9,5 juanů, 99% oxid hlinitý 18 juanů, nitrid hliníku 150 juanů, oxid berylnatý 650 juanů, je vidět, že cenový rozdíl mezi různými substráty je také poměrně velký
3. Výhody a nevýhody keramických DPS
Výhody
- Velká proudová zatížitelnost, proud 100A nepřetržitě skrz měděné tělo o tloušťce 1 mm, 0,3 mm, nárůst teploty asi 17℃
- Nárůst teploty je pouze asi 5 ℃, když proud 100 A nepřetržitě prochází měděným tělem o tloušťce 2 mm 0,3 mm.
- Lepší výkon při odvodu tepla, nízký koeficient tepelné roztažnosti, stabilní tvar, není snadné se deformovat.
- Dobrá izolace, odolnost proti vysokému napětí, k zajištění osobní bezpečnosti a vybavení.
Nevýhody
Křehkost je jednou z hlavních nevýhod, která vede k výrobě pouze malých desek.
Cena je drahá, požadavky elektronických výrobků stále více a více pravidel, keramické desky plošných spojů nebo používané v některých z více high-end produktů, low-end produkty nebudou použity vůbec.
4. Použití keramické DPS
A.Vysokovýkonný elektronický modul, modul solárního panelu atd
- Vysokofrekvenční spínaný zdroj, polovodičové relé
- Automobilová elektronika, letectví, vojenská elektronika
- Vysoce výkonné LED osvětlovací produkty
- Komunikační anténa