1. Zašto koristiti keramičke ploče

Obični PCB obično je izrađen od bakrene folije i podloge za lijepljenje, a materijal podloge je uglavnom stakleno vlakno (FR-4), fenolna smola (FR-3) i drugi materijali, ljepilo je obično fenolno, epoksidno, itd. U procesu Obrada PCB-a zbog toplinskog stresa, kemijskih čimbenika, nepravilnog procesa proizvodnje 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 – keramički supstrat, zbog performansi disipacije topline, nosivosti struje, izolacije, koeficijenta toplinskog širenja itd., mnogo je bolji od obične PCB ploče od staklenih vlakana, tako da se široko koristi u modulima energetske elektronike velike snage , zrakoplovna, vojna elektronika i drugi proizvodi.

Keramičke podloge

S običnim PCB-om koji koristi ljepljivu bakrenu foliju i spajanje supstrata, keramički PCB je u okruženju visoke temperature, kroz način spajanja bakrene folije i keramičkog supstrata spojenih zajedno, jaka sila vezivanja, bakrena folija neće otpasti, visoka pouzdanost, stabilne performanse u visokoj temperatura, visoka vlažnost okoline

2. Glavni materijal keramičke podloge

Aluminij (Al2O3)

Glinica je najčešće korišten materijal za supstrat u keramičkoj podlozi, jer je u mehaničkim, toplinskim i električnim svojstvima u usporedbi s većinom drugih oksidnih keramika, visoka čvrstoća i kemijska stabilnost, te bogat izvor sirovina, pogodan za različite tehnologije proizvodnje i različite oblike . Prema postotku glinice (Al2O3) može se podijeliti na 75 porculan, 96 porculan, 99,5 porculan. Različiti sadržaji aluminijevog oksida gotovo da i ne utječu na električna svojstva glinice, ali se njegova mehanička svojstva i toplinska vodljivost jako mijenjaju. Podloga niske čistoće ima više stakla i veću hrapavost površine. Što je veća čistoća podloge, to je glatkija, kompaktnija, srednji gubitak je manji, ali je i cijena veća

Berilijev oksid (BeO)

Ima veću toplinsku vodljivost od metalnog aluminija, te se koristi u situacijama kada je potrebna visoka toplinska vodljivost. Brzo se smanjuje nakon što temperatura prijeđe 300 ℃, ali je njegov razvoj ograničen njegovom toksičnošću.

Aluminijev nitrid (AlN) 

Keramika aluminij nitrida je keramika s prahom aluminij nitrida kao glavnom kristalnom fazom. U usporedbi s aluminijevim keramičkim supstratom, izolacijski otpor, izolacija podnosi veći napon, nižu dielektričnu konstantu. Njegova toplinska vodljivost je 7~10 puta veća od Al2O3, a njegov koeficijent toplinske ekspanzije (CTE) je približno jednak silicijskom čipu, što je vrlo važno za poluvodičke čipove velike snage. U proizvodnom procesu na toplinsku vodljivost AlN uvelike utječe sadržaj zaostalih nečistoća kisika, a toplinska vodljivost može se značajno povećati smanjenjem sadržaja kisika. Trenutno, toplinska vodljivost procesa

Na temelju gore navedenih razloga, može se znati da je aluminijeva keramika na vodećoj poziciji u područjima mikroelektronike, energetske elektronike, mješovite mikroelektronike i energetskih modula zbog svojih vrhunskih sveobuhvatnih performansi.

U usporedbi s tržištem iste veličine (100mm×100mm×1mm), cijena različitih materijala keramičke podloge: 96% glinice 9,5 juana, 99% glinice 18 juana, aluminijev nitrid 150 juana, berilijev oksid 650 juana, može se vidjeti da razlika u cijenama između različitih supstrata također je relativno velika

3. Prednosti i nedostaci keramičkih PCB-a

Prednosti

1. Veliki kapacitet prijenosa struje, struja od 100 A kontinuirano kroz bakreno tijelo debljine 1 mm 0,3 mm, porast temperature od oko 17 ℃
2. Porast temperature je samo oko 5 ℃ kada struja od 100 A neprekidno prolazi kroz bakreno tijelo debljine 2 mm i 0,3 mm.
3. Bolja disipacija topline, nizak koeficijent toplinske ekspanzije, stabilan oblik, nije lako savijati.
4. Dobra izolacija, otpornost na visoki napon, kako bi se osigurala osobna 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 neće se uopće koristiti.

4. Korištenje keramičkih PCB-a

a. Elektronički modul velike snage, modul solarne ploče itd

1. Visokofrekventni prekidački izvor napajanja, poluprovodnički relej
2. Automobilska elektronika, zrakoplovstvo, vojna elektronika
3. LED rasvjetni proizvodi velike snage
4. Komunikacijska antena