1. Zašto koristiti keramičke ploče
Obični PCB je obično napravljen od bakarne folije i vezivanja supstrata, a materijal supstrata su uglavnom staklena vlakna (FR-4), fenolna smola (FR-3) i drugi materijali, ljepilo je obično fenolno, epoksidno itd. Obrada PCB-a zbog termičkog naprezanja, hemijskih faktora, nepravilnog proizvodnog procesa i drugih razloga, ili u procesu dizajna zbog dvije strane asimetrije bakra, lako je dovesti do različitih stupnjeva savijanja PCB ploče
PCB Twist
I još jedan PCB supstrat - keramička podloga, zbog performansi odvođenja toplote, kapaciteta struje, izolacije, koeficijenta termičkog širenja, itd., mnogo je bolja od obične PCB ploče od staklenih vlakana, tako da se široko koristi u modulima elektronike velike snage , svemirska, vojna elektronika i drugi proizvodi.
Keramičke podloge
Sa običnim PCB-om koji koristi ljepljivu bakrenu foliju i spajanje supstrata, keramički PCB je u okruženju visoke temperature, putem spajanja bakrene folije i keramičke podloge, jaka sila vezivanja, bakarna folija neće pasti, visoka pouzdanost, stabilne performanse u visokim temperatura, visoka vlažnost okoline
2. Glavni materijal keramičke podloge
glinica (Al2O3)
Glinica je najčešće korišteni materijal podloge u keramičkim podlogama, jer po mehaničkim, toplinskim i električnim svojstvima u odnosu na većinu drugih oksidnih keramika, visoke čvrstoće i kemijske stabilnosti, te bogat izvor sirovina, pogodan za različite tehnologije proizvodnje i različitih oblika. . Prema postotku glinice (Al2O3) se može podijeliti na 75 porcelana, 96 porcelana, 99,5 porcelana. Različiti sadržaj glinice gotovo da ne utiče na električna svojstva glinice, ali se njena mehanička svojstva i toplotna provodljivost jako menjaju. Podloga niske čistoće ima više stakla i veću hrapavost površine. Što je podloga veća čistoća, to je glatkiji, kompaktniji, srednji gubitak je manji, ali je i cijena veća
Berilijum oksid (BeO)
Ima veću toplotnu provodljivost od metalnog aluminijuma i koristi se u situacijama kada je potrebna visoka toplotna provodljivost. Brzo se smanjuje nakon što temperatura pređe 300℃, ali je njegov razvoj ograničen toksičnošću.
Aluminijum nitrid (AlN)
Keramika aluminijum nitrida je keramika sa prahom aluminijum nitrida kao glavnom kristalnom fazom. U poređenju sa aluminijskom keramičkom podlogom, otpornost izolacije, izolacija podnosi veći napon, nižu dielektričnu konstantu. Njegova toplotna provodljivost je 7~10 puta veća od Al2O3, a koeficijent termičke ekspanzije (CTE) je približno usklađen sa silicijumskim čipom, što je veoma važno za poluprovodničke čipove velike snage. U procesu proizvodnje na toplotnu provodljivost AlN u velikoj meri utiče sadržaj zaostalih nečistoća kiseonika, a toplotna provodljivost se može značajno povećati smanjenjem sadržaja kiseonika. Trenutno je toplinska provodljivost procesa
Na osnovu navedenih razloga može se znati da je aluminijska keramika na vodećoj poziciji u oblasti mikroelektronike, energetske elektronike, mješovite mikroelektronike i energetskih modula zbog svojih vrhunskih sveobuhvatnih performansi.
U poređenju sa tržištem iste veličine (100mm×100mm×1mm), različiti materijali keramičke podloge cena: 96% glinice 9,5 juana, 99% glinice 18 juana, aluminijum nitrida 150 juana, berilijum oksida 650 seen, to može biti razlika u cijeni između različitih supstrata je također relativno velika
3. Prednosti i nedostaci keramičkih PCB-a
Prednosti
- Veliki kapacitet struje, struja od 100A kontinuirano kroz bakreno tijelo debljine 1 mm i 0,3 mm, porast temperature od oko 17 ℃
- Porast temperature je samo oko 5 ℃ kada struja od 100 A neprekidno prolazi kroz bakreno tijelo debljine 2 mm i 0,3 mm.
- Bolje performanse odvođenja topline, nizak koeficijent toplinske ekspanzije, stabilan oblik, nije lako savijati.
- Dobra izolacija, otpornost na visok napon, kako bi se osigurala lična sigurnost i oprema.
Nedostaci
Krhkost je jedan od glavnih nedostataka, što dovodi do izrade samo malih ploča.
Cijena je skupa, zahtjevi elektroničkih proizvoda sve više i više pravila, keramičke ploče ili se koriste u nekim od više high-end proizvoda, low-end proizvodi se uopće neće koristiti.
4. Upotreba keramičkih PCB-a
a. Elektronski modul velike snage, modul solarne ploče itd
- Visokofrekventno prekidačko napajanje, poluprovodnički relej
- Automobilska elektronika, vazduhoplovstvo, vojna elektronika
- LED rasvjetni proizvodi velike snage
- Komunikaciona antena