1. Por que usar placas de circuíto de cerámica
O PCB común adoita estar feito de folla de cobre e unión de substrato, e o material do substrato é principalmente fibra de vidro (FR-4), resina fenólica (FR-3) e outros materiais, o adhesivo adoita ser fenólico, epoxi, etc. No proceso de Procesamento de PCB debido ao estrés térmico, factores químicos, proceso de produción inadecuado e outras razóns, ou no proceso de deseño debido aos dous lados da asimetría de cobre, é fácil levar a diferentes graos de deformación da placa PCB.
Torsión de PCB
E outro substrato de PCB: o substrato cerámico, debido ao rendemento da disipación de calor, a capacidade de carga de corrente, o illamento, o coeficiente de expansión térmica, etc., son moito mellores que a placa PCB de fibra de vidro común, polo que é amplamente utilizada en módulos electrónicos de alta potencia. , aeroespacial, electrónica militar e outros produtos.
Substratos cerámicos
Coa PCB ordinaria que usa folla de cobre adhesiva e unión de substrato, a PCB de cerámica está nun ambiente de alta temperatura, a través da forma de unir a folla de cobre e o substrato cerámico unidos, unha forte forza de unión, a folla de cobre non se cae, alta fiabilidade, rendemento estable en alta temperatura, ambiente de alta humidade
2. Material principal do substrato cerámico
Alúmina (Al2O3)
A alúmina é o material de substrato máis usado no substrato cerámico, porque en propiedades mecánicas, térmicas e eléctricas en comparación coa maioría das outras cerámicas de óxido, alta resistencia e estabilidade química, e rica fonte de materias primas, adecuada para unha variedade de tecnoloxías de fabricación e diferentes formas. .Segundo a porcentaxe de alúmina (Al2O3) pódese dividir en 75 porcelana, 96 porcelana, 99,5 porcelana.As propiedades eléctricas da alúmina case non se ven afectadas polo diferente contido de alúmina, pero as súas propiedades mecánicas e a condutividade térmica cambian moito.O substrato con pouca pureza ten máis vidro e maior rugosidade superficial.Canto maior sexa a pureza do substrato, máis suave, compacta, a perda media é menor, pero o prezo tamén é maior
Óxido de berilio (BeO)
Ten unha condutividade térmica máis alta que o aluminio metálico e úsase en situacións nas que se precisa unha alta condutividade térmica.Diminúe rapidamente despois de que a temperatura supera os 300 ℃, pero o seu desenvolvemento está limitado pola súa toxicidade.
Nitruro de aluminio (AlN)
As cerámicas de nitruro de aluminio son cerámicas con po de nitruro de aluminio como fase cristalina principal.En comparación co substrato cerámico de alúmina, a resistencia de illamento, o illamento soporta unha tensión máis alta, unha constante dieléctrica máis baixa.A súa condutividade térmica é de 7 ~ 10 veces a do Al2O3, e o seu coeficiente de expansión térmica (CTE) está aproximadamente igualado co chip de silicio, que é moi importante para chips de semicondutores de alta potencia.No proceso de produción, a condutividade térmica de AlN vese moi afectada polo contido de impurezas de osíxeno residuais e a condutividade térmica pódese aumentar significativamente reducindo o contido de osíxeno.Na actualidade, a condutividade térmica do proceso
Con base nas razóns anteriores, pódese saber que a cerámica de alúmina ocupa unha posición de liderado nos campos da microelectrónica, electrónica de potencia, microelectrónica mixta e módulos de potencia debido ao seu rendemento global superior.
En comparación co mercado do mesmo tamaño (100 mm × 100 mm × 1 mm), diferentes materiais de prezo do substrato cerámico: 96% de alúmina 9,5 yuan, 99% de alúmina 18 yuan, nitruro de aluminio 150 yuan, óxido de berilio 650 yuan, pódese ver que a diferenza de prezos entre os diferentes substratos tamén é relativamente grande
3. Vantaxes e inconvenientes do PCB cerámico
Vantaxes
- Gran capacidade de transporte de corrente, corrente de 100 A continuamente a través do corpo de cobre de 1 mm de espesor 0,3 mm, aumento da temperatura duns 17 ℃
- O aumento da temperatura é só duns 5 ℃ cando unha corrente de 100 A pasa continuamente por un corpo de cobre de 2 mm de espesor de 0,3 mm.
- Mellor rendemento de disipación de calor, baixo coeficiente de expansión térmica, forma estable, non fácil de deformar.
- Bo illamento, resistencia a alta tensión, para garantir a seguridade persoal e os equipos.
Desvantaxes
A fraxilidade é unha das principais desvantaxes, o que leva a facer só taboleiros pequenos.
O prezo é caro, os requisitos de produtos electrónicos cada vez máis regras, placas de circuíto de cerámica ou usados nalgúns dos produtos de gama alta, produtos de gama baixa non se usarán en absoluto.
4. Uso de PCB cerámico
a.Módulo electrónico de alta potencia, módulo de panel solar, etc
- Fonte de alimentación conmutada de alta frecuencia, relé de estado sólido
- Electrónica automotriz, aeroespacial, electrónica militar
- Produtos de iluminación LED de alta potencia
- Antena de comunicación