1. Seramik devre kartları neden kullanılır?

Sıradan PCB genellikle bakır folyo ve alt tabaka bağlamadan yapılır ve alt tabaka malzemesi çoğunlukla cam elyaf (FR-4), fenolik reçine (FR-3) ve diğer malzemelerdir, yapıştırıcı genellikle fenolik, epoksi vb.'dir. PCB işleme sürecinde termal stres, kimyasal faktörler, uygunsuz üretim süreci ve diğer nedenlerden dolayı veya tasarım sürecinde iki tarafın bakır asimetrisinden dolayı, PCB kartında farklı derecelerde eğilmelere yol açmak kolaydır.

PCB Büküm

Ve bir diğer PCB alt tabakası olan seramik alt tabaka, ısı dağılımı performansı, akım taşıma kapasitesi, yalıtım, termal genleşme katsayısı vb. nedeniyle sıradan cam elyaf PCB kartından çok daha iyidir, bu nedenle yüksek güçlü güç elektroniği modüllerinde, havacılık, askeri elektronik ve diğer ürünlerde yaygın olarak kullanılır.

Seramik alt tabakalar

Sıradan PCB ile yapıştırıcı bakır folyo ve alt tabaka bağlama kullanılarak, seramik PCB yüksek sıcaklık ortamındadır, bakır folyo ve seramik alt tabakanın bir araya getirilmesi yoluyla güçlü bağlama kuvveti, bakır folyo düşmez, yüksek güvenilirlik, yüksek sıcaklık ve yüksek nem ortamında istikrarlı performans

2. Seramik alt tabakanın ana malzemesi

Alümina (Al2O3)

Alümina, seramik alt tabakalarda en yaygın kullanılan alt tabaka malzemesidir; çünkü diğer oksit seramiklere kıyasla mekanik, termal ve elektriksel özellikleri, yüksek mukavemeti ve kimyasal kararlılığı, zengin hammadde kaynağı olması ve çeşitli teknoloji üretimi ve farklı şekiller için uygun olması nedeniyle seramik alt tabakalarda en sık kullanılan alt tabaka malzemesidir. Alümina yüzdesine (Al2O3) göre 75 porselen, 96 porselen ve 99,5 porselen olarak sınıflandırılabilir. Alüminanın elektriksel özellikleri, farklı alümina içeriğinden neredeyse hiç etkilenmez, ancak mekanik özellikleri ve termal iletkenliği büyük ölçüde değişir. Düşük saflıktaki alt tabaka daha fazla camsılığa ve daha büyük yüzey pürüzlülüğüne sahiptir. Alt tabakanın saflığı ne kadar yüksekse, o kadar pürüzsüz ve kompakt olur, orta düzeyde kayıp daha düşük olur, ancak fiyatı da daha yüksektir.

Berilyum oksit (BeO)

Metal alüminyumdan daha yüksek ısı iletkenliğine sahiptir ve yüksek ısı iletkenliğinin gerekli olduğu durumlarda kullanılır. Sıcaklık 300°C'yi aştığında hızla azalır, ancak toksisitesi nedeniyle gelişimi sınırlıdır.

Alüminyum nitrür (AlN) 

Alüminyum nitrür seramikler, ana kristal faz olarak alüminyum nitrür tozları içeren seramiklerdir. Alümina seramik alt tabaka ile karşılaştırıldığında, yalıtım direnci daha yüksektir ve yalıtım daha yüksek voltaja dayanır, dielektrik sabiti daha düşüktür. Isıl iletkenliği Al2O3'ün 7-10 katıdır ve ısıl genleşme katsayısı (CTE), yüksek güçlü yarı iletken yongalar için çok önemli olan silikon yonga ile yaklaşık olarak aynıdır. Üretim sürecinde, AlN'nin ısıl iletkenliği, kalıntı oksijen safsızlıklarının içeriğinden büyük ölçüde etkilenir ve oksijen içeriği azaltılarak ısıl iletkenlik önemli ölçüde artırılabilir. Şu anda, sürecin ısıl iletkenliği

Yukarıdaki sebeplerden dolayı, alümina seramiklerin üstün kapsamlı performansları nedeniyle mikroelektronik, güç elektroniği, karma mikroelektronik ve güç modülleri alanlarında lider konumda olduğu bilinmektedir.

Aynı boyuttaki (100mm × 100mm × 1mm) pazarla karşılaştırıldığında, farklı seramik alt tabaka malzemelerinin fiyatı: %96 alümina 9,5 yuan, %99 alümina 18 yuan, alüminyum nitrür 150 yuan, berilyum oksit 650 yuan, farklı alt tabakalar arasındaki fiyat farkının da nispeten büyük olduğu görülebilir.

3. Seramik PCB'nin avantajları ve dezavantajları

Avantajları

1. Büyük akım taşıma kapasitesi, 1 mm 0,3 mm kalınlığındaki bakır gövdeden sürekli olarak 100 A akım, yaklaşık 17℃ sıcaklık artışı
2. 2mm 0.3mm kalınlığındaki bakır gövdeden sürekli olarak 100A akım geçtiğinde sıcaklık artışı sadece yaklaşık 5℃'dir.
3. Daha iyi ısı dağılımı performansı, düşük termal genleşme katsayısı, kararlı şekil, kolay bükülmez.
4. Kişisel güvenliği ve ekipmanı garanti altına almak için iyi yalıtım, yüksek voltaj direnci.

Dezavantajları

Kırılganlık, sadece küçük tahtalar yapılmasına yol açan başlıca dezavantajlardan biridir.

Fiyatı pahalı, elektronik ürünlerin gereksinimleri gittikçe daha fazla kurala bağlanıyor, seramik devre kartı veya daha üst segment ürünlerin bazılarında kullanılırken, alt segment ürünlerde hiç kullanılmayacaktır.

4. Seramik PCB'nin kullanımı

a. Yüksek güçlü elektronik modül, güneş paneli modülü vb.

1. Yüksek frekanslı anahtarlama güç kaynağı, katı hal rölesi
2. Otomotiv elektroniği, havacılık ve uzay, askeri elektronik
3. Yüksek güçlü LED aydınlatma ürünleri
4. İletişim anteni