1. Tại sao nên sử dụng bo mạch gốm
PCB thông thường thường được làm bằng lá đồng và liên kết nền, vật liệu nền chủ yếu là sợi thủy tinh (FR-4), nhựa phenolic (FR-3) và các vật liệu khác, chất kết dính thường là phenolic, epoxy, v.v. Gia công PCB do ứng suất nhiệt, yếu tố hóa học, quy trình sản xuất không đúng và các nguyên nhân khác, hoặc trong quá trình thiết kế do hai mặt đồng không đối xứng nên dễ dẫn đến bo mạch PCB bị cong vênh ở các mức độ khác nhau
xoắn PCB
Và một chất nền PCB khác - chất nền gốm, do hiệu suất tản nhiệt, khả năng mang dòng, cách điện, hệ số giãn nở nhiệt, v.v., tốt hơn nhiều so với bo mạch PCB sợi thủy tinh thông thường nên được sử dụng rộng rãi trong các mô-đun điện tử công suất cao , hàng không vũ trụ, điện tử quân sự và các sản phẩm khác.
Chất nền gốm
Với PCB thông thường sử dụng lá đồng dính và liên kết chất nền, PCB gốm ở trong môi trường nhiệt độ cao, thông qua cách liên kết lá đồng và chất nền gốm được ghép lại với nhau, lực liên kết mạnh, lá đồng sẽ không rơi ra, độ tin cậy cao, hiệu suất ổn định ở mức cao môi trường nhiệt độ, độ ẩm cao
2. Chất liệu chính của nền gốm
Nhôm (Al2O3)
Alumina là vật liệu nền được sử dụng phổ biến nhất trong nền gốm, vì có tính chất cơ, nhiệt và điện so với hầu hết các loại gốm oxit khác, độ bền và tính ổn định hóa học cao, nguồn nguyên liệu phong phú, phù hợp với nhiều công nghệ sản xuất và hình dạng khác nhau. .Theo tỷ lệ phần trăm của alumina (Al2O3) có thể chia thành 75 sứ, 96 sứ, 99,5 sứ.Tính chất điện của alumina hầu như không bị ảnh hưởng bởi hàm lượng khác nhau của alumina, nhưng tính chất cơ học và độ dẫn nhiệt của nó thay đổi rất nhiều.Chất nền có độ tinh khiết thấp có nhiều thủy tinh hơn và độ nhám bề mặt lớn hơn.Độ tinh khiết của chất nền càng cao thì càng mịn, đầm, độ hao hụt trung bình càng thấp nhưng giá thành cũng cao hơn
Ôxít berili (BeO)
Nó có độ dẫn nhiệt cao hơn nhôm kim loại và được sử dụng trong những trường hợp cần độ dẫn nhiệt cao.Nó giảm nhanh chóng sau khi nhiệt độ vượt quá 300oC, nhưng sự phát triển của nó bị hạn chế bởi độc tính của nó.
Nhôm nitrat (AlN)
Gốm nhôm nitrit là gốm có bột nhôm nitrit làm pha tinh thể chính.So với chất nền gốm alumina, điện trở cách điện, cách điện chịu được điện áp cao hơn, hằng số điện môi thấp hơn.Độ dẫn nhiệt của nó gấp 7 ~ 10 lần so với Al2O3 và hệ số giãn nở nhiệt (CTE) của nó gần tương đương với chip silicon, điều này rất quan trọng đối với chip bán dẫn công suất cao.Trong quá trình sản xuất, độ dẫn nhiệt của AlN bị ảnh hưởng rất lớn bởi hàm lượng tạp chất oxy còn sót lại và độ dẫn nhiệt có thể tăng lên đáng kể bằng cách giảm hàm lượng oxy.Hiện nay, độ dẫn nhiệt của quá trình
Dựa trên những lý do trên, có thể biết rằng gốm alumina đang ở vị trí dẫn đầu trong lĩnh vực vi điện tử, điện tử công suất, vi điện tử hỗn hợp và mô-đun điện nhờ hiệu suất toàn diện vượt trội.
So với thị trường có cùng kích thước (100mm × 100mm × 1mm), giá vật liệu nền gốm khác nhau: 96% alumina 9,5 nhân dân tệ, 99% alumina 18 nhân dân tệ, nhôm nitride 150 nhân dân tệ, oxit berili 650 nhân dân tệ, có thể thấy rằng khoảng cách giá giữa các chất nền khác nhau cũng tương đối lớn
3. Ưu điểm và nhược điểm của PCB gốm
Thuận lợi
- Khả năng mang dòng lớn, dòng 100A liên tục xuyên qua thân đồng dày 1mm 0,3mm, nhiệt độ tăng khoảng 17oC
- Nhiệt độ tăng chỉ khoảng 5oC khi dòng điện 100A liên tục đi qua thân đồng dày 2mm 0,3mm.
- Hiệu suất tản nhiệt tốt hơn, hệ số giãn nở nhiệt thấp, hình dạng ổn định, không dễ cong vênh.
- Cách nhiệt tốt, chịu được điện áp cao, đảm bảo an toàn cá nhân và thiết bị.
Nhược điểm
Tính dễ vỡ là một trong những nhược điểm chính, dẫn đến việc chỉ chế tạo những tấm ván nhỏ.
Giá thành đắt, yêu cầu về sản phẩm điện tử ngày càng nhiều quy định, bảng mạch gốm hoặc được sử dụng ở một số sản phẩm cao cấp hơn, sản phẩm cấp thấp sẽ không được sử dụng chút nào.
4. Sử dụng PCB gốm
Một.Mô-đun điện tử công suất cao, mô-đun bảng điều khiển năng lượng mặt trời, v.v.
- Nguồn điện chuyển mạch tần số cao, rơle trạng thái rắn
- Điện tử ô tô, hàng không vũ trụ, điện tử quân sự
- Sản phẩm đèn LED công suất cao
- Anten truyền thông