1. Pourquoi utiliser des circuits imprimés en céramique
Le PCB ordinaire est généralement en feuille de cuivre et en liaison du substrat, et le substrat est principalement des fibres de verre (FR-4), de la résine phénolique (FR-3) et d'autres matériaux, l'adhésif est généralement phénolique, époxy, etc. Traitement des PCB en raison de la contrainte thermique, des facteurs chimiques, du processus de production inapproprié et d'autres raisons, ou dans le processus de conception en raison des deux côtés de l'asymétrie de cuivre, il est facile de conduire à des Degrés de déformation PCB Board
Twist PCB
Et un autre substrat de PCB - substrat en céramique, en raison des performances de dissipation thermique, de la capacité de charge actuelle, de l'isolation, du coefficient de dilatation thermique, etc., sont bien meilleurs que la carte PCB en fibre de verre ordinaire, de sorte qu'elle est largement utilisée dans les modules électroniques de puissance haute puissance , aérospatiale, électronique militaire et autres produits.
Substrats en céramique
Avec un PCB ordinaire en utilisant du feuille de cuivre adhésif et une liaison de substrat, le PCB en céramique est dans un environnement à haute température, grâce à la liaison de la feuille de cuivre et du substrat en céramique assemblé, une forte force de liaison, la feuille de cuivre ne tombera pas, une fiabilité élevée, des performances stables en haute forte force de liaison, Température, environnement d'humidité élevé
2. Matériel principal du substrat en céramique
Alumine (AL2O3)
L'alumine est le matériau de substrat le plus utilisé dans le substrat en céramique, car dans les propriétés mécaniques, thermiques et électriques par rapport à la plupart des autres céramiques d'oxyde, à la stabilité élevée et chimique, et une riche source de matières premières, adaptée à une variété de fabrication technologique et de différentes formes . Selon le pourcentage d'alumine (AL2O3) peut être divisé en 75 porcelaines, 96 en porcelaine, 99,5 porcelaine. Les propriétés électriques de l'alumine ne sont presque pas affectées par les différentes teneur en alumine, mais ses propriétés mécaniques et sa conductivité thermique changent considérablement. Le substrat à faible pureté a plus de verre et une rugosité de surface plus grande. Plus la pureté du substrat est élevée, plus la perte moyenne plus lisse et compacte est plus faible, mais le prix est également plus élevé
Oxyde de béryllium (BeO)
Il a une conductivité thermique plus élevée que l'aluminium métallique et est utilisé dans des situations où une conductivité thermique élevée est nécessaire. Il diminue rapidement après que la température dépasse 300 ℃, mais son développement est limité par sa toxicité.
Nitrure d'aluminium (ALN)
La céramique au nitrure d'aluminium est une céramique avec des poudres de nitrure d'aluminium comme phase cristalline principale. Comparé au substrat céramique d'alumine, à la résistance à l'isolation, à l'isolation avec une tension plus élevée, une constante diélectrique plus faible. Sa conductivité thermique est de 7 à 10 fois celle de l'AL2O3, et son coefficient de dilatation thermique (CTE) est approximativement adapté à la puce de silicium, qui est très importante pour les puces semi-conductrices de haute puissance. Dans le processus de production, la conductivité thermique de l'ALN est grandement affectée par la teneur en impuretés résiduelles d'oxygène, et la conductivité thermique peut être considérablement augmentée en réduisant la teneur en oxygène. À l'heure actuelle, la conductivité thermique du processus
Sur la base des raisons ci-dessus, on peut savoir que les céramiques d'alumine sont dans une position principale dans les champs de la microélectronique, de l'électronique de puissance, de la microélectronique mixte et des modules de puissance en raison de leurs performances complètes supérieures.
Par rapport au marché de la même taille (100 mm × 100 mm × 1 mm), différents matériaux de substrat en céramique: 96% d'alumine 9,5 yuans, 99% d'alumine 18 yuans, nitrure d'aluminium 150 yuan, oxyde de béryllium 650 yuan, on peut voir que L'écart de prix entre différents substrats est également relativement important
3. Avantages et inconvénients du PCB en céramique
Avantages
- Capacité de transport à courant important, 100A Current en continu à travers le corps en cuivre de 1 mm 0,3 mm d'épaisseur, une augmentation de la température d'environ 17 ℃
- L'augmentation de la température n'est que d'environ 5 ℃ lorsque le courant de 100A passe en continu à travers le corps en cuivre de 2 mm 0,3 mm d'épaisseur.
- Meilleures performances de dissipation thermique, coefficient de dilatation thermique faible, forme stable, pas facile à déformer.
- Bonne isolation, résistance à haute tension, pour assurer la sécurité et l'équipement personnels.
Désavantage
La fragilité est l'un des principaux inconvénients, ce qui conduit à ne faire que de petites planches.
Le prix est coûteux, les exigences des produits électroniques de plus en plus de règles, de circuit imprimé en céramique ou utilisés dans certains des produits les plus haut de gamme, les produits bas de gamme ne seront pas du tout utilisés.
4. Utilisation du PCB en céramique
un. Module électronique haute puissance, module de panneau solaire, etc.
- Alimentation de commutation à haute fréquence, relais à semi-conducteurs
- Électronique automobile, aérospatiale, électronique militaire
- Produits d'éclairage LED à haute puissance
- Antenne de communication