1. Mengapa menggunakan papan sirkuit keramik
PCB biasa biasanya terbuat dari foil tembaga dan ikatan substrat, dan bahan substratnya sebagian besar adalah serat kaca (FR-4), resin fenolik (FR-3) dan bahan lainnya, perekat biasanya fenolik, epoksi, dll. Pemrosesan PCB karena tekanan termal, faktor kimia, proses produksi yang tidak tepat dan alasan lainnya, atau dalam proses desain karena dua sisi asimetri tembaga, mudah untuk menyebabkan tingkat lengkungan papan PCB yang berbeda
Putaran PCB
Dan substrat PCB lainnya – substrat keramik, karena kinerja pembuangan panas, daya dukung arus, insulasi, koefisien muai panas, dll., jauh lebih baik daripada papan PCB serat kaca biasa, sehingga banyak digunakan dalam modul elektronika daya berdaya tinggi , luar angkasa, elektronik militer dan produk lainnya.
Substrat keramik
Dengan PCB biasa yang menggunakan perekat foil tembaga dan pengikatan substrat, PCB keramik berada dalam lingkungan bersuhu tinggi, melalui cara pengikatan foil tembaga dan substrat keramik disatukan, gaya pengikatan yang kuat, foil tembaga tidak akan rontok, keandalan tinggi, kinerja stabil dalam kondisi tinggi suhu, lingkungan kelembaban tinggi
2. Bahan utama substrat keramik
Alumina (Al2O3)
Alumina adalah bahan substrat yang paling umum digunakan dalam substrat keramik, karena sifat mekanik, termal dan listrik dibandingkan dengan kebanyakan keramik oksida lainnya, kekuatan tinggi dan stabilitas kimia, dan sumber bahan baku yang kaya, cocok untuk berbagai teknologi manufaktur dan berbagai bentuk. . Menurut persentase alumina (Al2O3) dapat dibagi menjadi 75 porselen, 96 porselen, 99,5 porselen. Sifat listrik alumina hampir tidak dipengaruhi oleh perbedaan kandungan alumina, namun sifat mekanik dan konduktivitas termalnya sangat berubah. Substrat dengan kemurnian rendah memiliki lebih banyak kaca dan kekasaran permukaan lebih besar. Semakin tinggi kemurnian media, semakin halus, kompak, kehilangan medium lebih rendah, namun harganya juga lebih tinggi
Berilium oksida (BeO)
Ini memiliki konduktivitas termal yang lebih tinggi daripada logam aluminium, dan digunakan dalam situasi di mana diperlukan konduktivitas termal yang tinggi. Ini menurun dengan cepat setelah suhu melebihi 300℃, namun perkembangannya dibatasi oleh toksisitasnya.
Aluminium nitrida (AlN)
Keramik aluminium nitrida adalah keramik dengan bubuk aluminium nitrida sebagai fase kristal utamanya. Dibandingkan dengan substrat keramik alumina, resistansi insulasi, insulasi menahan tegangan lebih tinggi, konstanta dielektrik lebih rendah. Konduktivitas termalnya 7 ~ 10 kali lipat dari Al2O3, dan koefisien ekspansi termal (CTE) kira-kira sama dengan chip silikon, yang sangat penting untuk chip semikonduktor berdaya tinggi. Dalam proses produksi, konduktivitas termal AlN sangat dipengaruhi oleh kandungan pengotor oksigen sisa, dan konduktivitas termal dapat ditingkatkan secara signifikan dengan mengurangi kandungan oksigen. Saat ini, konduktivitas termal dari proses
Berdasarkan alasan di atas, dapat diketahui bahwa keramik alumina menempati posisi terdepan di bidang mikroelektronika, elektronika daya, mikroelektronika campuran, dan modul daya karena kinerja komprehensifnya yang unggul.
Dibandingkan dengan pasar dengan ukuran yang sama (100mm×100mm×1mm), harga bahan substrat keramik berbeda: 96% alumina 9,5 yuan, 99% alumina 18 yuan, aluminium nitrida 150 yuan, berilium oksida 650 yuan, terlihat bahwa kesenjangan harga antara berbagai substrat juga relatif besar
3. Kelebihan dan kekurangan PCB keramik
Keuntungan
- Daya dukung arus besar, arus 100A terus menerus melalui badan tembaga setebal 1mm 0,3mm, kenaikan suhu sekitar 17℃
- Kenaikan suhu hanya sekitar 5℃ ketika arus 100A terus menerus melewati badan tembaga setebal 2mm 0,3mm.
- Kinerja disipasi panas yang lebih baik, koefisien ekspansi termal rendah, bentuk stabil, tidak mudah melengkung.
- Insulasi yang baik, ketahanan tegangan tinggi, untuk memastikan keselamatan dan peralatan pribadi.
Kekurangan
Kerapuhan adalah salah satu kelemahan utama, yang menyebabkan hanya dibuat papan berukuran kecil.
Harganya mahal, persyaratan produk elektronik semakin banyak aturan, papan sirkuit keramik atau digunakan pada beberapa produk kelas atas, produk kelas bawah tidak akan digunakan sama sekali.
4. Penggunaan PCB keramik
A. Modul elektronik berdaya tinggi, modul panel surya, dll
- Catu daya peralihan frekuensi tinggi, relai keadaan padat
- Elektronik otomotif, dirgantara, elektronik militer
- Produk lampu LED berdaya tinggi
- Antena komunikasi