1. De ce să folosiți plăci de circuite ceramice
PCB obișnuit este de obicei realizat din folie de cupru și lipirea substratului, iar materialul substratului este în mare parte fibră de sticlă (FR-4), rășină fenolică (FR-3) și alte materiale, adezivul este de obicei fenolic, epoxidic etc. În procesul de Procesarea PCB din cauza stresului termic, factorilor chimici, procesului de producție necorespunzător și alte motive sau în procesul de proiectare din cauza celor două părți ale asimetriei cuprului, este ușor să conduci la diferite grade de deformare a plăcii PCB
PCB Twist
Și un alt substrat PCB - substrat ceramic, datorită performanței de disipare a căldurii, capacității de transport a curentului, izolației, coeficientului de dilatare termică etc., sunt mult mai bune decât placa PCB obișnuită din fibră de sticlă, deci este utilizat pe scară largă în modulele electronice de putere mare. , aerospațiale, electronice militare și alte produse.
Substraturi ceramice
Cu PCB-ul obișnuit care utilizează folie de cupru adezivă și lipirea substratului, PCB-ul ceramic se află într-un mediu cu temperatură ridicată, prin modul de lipire a foliei de cupru și a substratului ceramic asamblate împreună, forță de legare puternică, folia de cupru nu va cădea, fiabilitate ridicată, performanță stabilă în înaltă temperatură, mediu cu umiditate ridicată
2. Material principal al substratului ceramic
Alumină (Al2O3)
Alumina este cel mai frecvent utilizat material de substrat în substratul ceramic, deoarece în proprietățile mecanice, termice și electrice, în comparație cu majoritatea celorlalte ceramice oxidice, rezistență ridicată și stabilitate chimică și sursă bogată de materii prime, potrivite pentru o varietate de tehnologie de fabricație și diferite forme. .În funcție de procentul de alumină (Al2O3) poate fi împărțit în 75 porțelan, 96 porțelan, 99,5 porțelan.Proprietățile electrice ale aluminei aproape nu sunt afectate de conținutul diferit de alumină, dar proprietățile sale mecanice și conductivitatea termică se modifică foarte mult.Substratul cu puritate scăzută are mai multă sticlă și o rugozitate mai mare a suprafeței.Cu cât puritatea substratului este mai mare, cu atât pierderea mai netedă, compactă, medie este mai mică, dar prețul este și mai mare
Oxid de beriliu (BeO)
Are o conductivitate termică mai mare decât aluminiul metalic și este utilizat în situațiile în care este necesară o conductivitate termică ridicată.Descrește rapid după ce temperatura depășește 300℃, dar dezvoltarea sa este limitată de toxicitatea sa.
Nitrură de aluminiu (AlN)
Ceramica cu nitrură de aluminiu este ceramică cu pulberi de nitrură de aluminiu ca fază cristalină principală.În comparație cu substratul ceramic de alumină, rezistența de izolație, izolația rezistă la tensiune mai mare, constantă dielectrică mai mică.Conductivitatea sa termică este de 7 ~ 10 ori mai mare decât cea a Al2O3, iar coeficientul său de expansiune termică (CTE) este aproximativ egal cu cipul de siliciu, care este foarte important pentru cipurile semiconductoare de mare putere.În procesul de producție, conductivitatea termică a AlN este foarte afectată de conținutul de impurități reziduale de oxigen, iar conductivitatea termică poate fi crescută semnificativ prin reducerea conținutului de oxigen.În prezent, conductivitatea termică a procesului
Pe baza motivelor de mai sus, se poate cunoaște că ceramica cu alumină se află într-o poziție de lider în domeniile microelectronicei, electronicii de putere, microelectronicii mixte și modulelor de putere datorită performanței lor superioare cuprinzătoare.
În comparație cu piața de aceeași dimensiune (100mm×100mm×1mm), diferite materiale de preț substrat ceramic: 96% alumină 9,5 yuani, 99% alumină 18 yuani, nitrură de aluminiu 150 yuani, oxid de beriliu 650 yuani, se poate observa că diferența de preț între diferite substraturi este, de asemenea, relativ mare
3. Avantajele și dezavantajele PCB-ului ceramic
Avantaje
- Capacitate mare de transport de curent, curent de 100 A continuu prin corp de cupru de 1 mm și 0,3 mm grosime, creșterea temperaturii de aproximativ 17 ℃
- Creșterea temperaturii este de numai aproximativ 5 ℃ atunci când un curent de 100 A trece continuu prin corpul de cupru de 2 mm și 0,3 mm grosime.
- Performanță mai bună de disipare a căldurii, coeficient scăzut de dilatare termică, formă stabilă, nu se deformează ușor.
- Izolație bună, rezistență la înaltă tensiune, pentru a asigura siguranța personală și echipamentul.
Dezavantaje
Fragilitatea este unul dintre principalele dezavantaje, ceea ce duce la realizarea doar a plăcilor mici.
Prețul este scump, cerințele produselor electronice din ce în ce mai multe reguli, placa de circuit ceramică sau utilizate în unele dintre produsele mai high-end, produsele low-end nu vor fi utilizate deloc.
4. Utilizarea PCB ceramică
A.Modul electronic de mare putere, modul panou solar etc
- Sursă de alimentare cu comutare de înaltă frecvență, releu cu stare solidă
- Electronică auto, aerospațială, electronică militară
- Produse de iluminat LED de mare putere
- Antena de comunicatie