1. למה להשתמש במעגלים קרמיים

PCB רגיל עשוי לרוב מרדיד נחושת והדבקת מצע, וחומר התשתית הוא בעיקר סיבי זכוכית (FR-4), שרף פנולי (FR-3) וחומרים נוספים, הדבק הוא בדרך כלל פנולי, אפוקסי וכו' בתהליך של עיבוד PCB עקב מתח תרמי, גורמים כימיים, תהליך ייצור לא תקין וסיבות אחרות, או בתהליך התכנון עקב שני הצדדים של אסימטריה נחושת, קל להוביל לדרגות שונות של עיוות לוח PCB

טוויסט PCB

ועוד מצע PCB - מצע קרמי, בשל ביצועי פיזור החום, יכולת נשיאת זרם, בידוד, מקדם התפשטות תרמית וכו', טובים בהרבה מלוח PCB רגיל של סיבי זכוכית, ולכן הוא נמצא בשימוש נרחב במודולי אלקטרוניקה בעלי הספק גבוה , תעופה וחלל, אלקטרוניקה צבאית ומוצרים אחרים.

מצעים קרמיים

עם PCB רגיל באמצעות רדיד נחושת דבק והדבקת מצע, PCB קרמי נמצא בסביבה בטמפרטורה גבוהה, דרך הדבקת נייר נחושת ומצע קרמי מחוברים יחד, כוח קשירה חזק, רדיד נחושת לא ייפול, אמינות גבוהה, ביצועים יציבים ברמות גבוהות טמפרטורה, סביבת לחות גבוהה

2. חומר עיקרי של מצע קרמי

אלומינה (Al2O3)

אלומינה היא חומר המצע הנפוץ ביותר במצע קרמי, מכיוון שבתכונות מכניות, תרמיות וחשמליות בהשוואה לרוב קרמיקת התחמוצת האחרות, חוזק גבוה ויציבות כימית, ומקור עשיר של חומרי גלם, המתאימים למגוון ייצור טכנולוגי וצורות שונות. . לפי אחוז האלומינה (Al2O3) ניתן לחלק ל-75 פורצלן, 96 פורצלן, 99.5 פורצלן. התכונות החשמליות של האלומינה כמעט ואינן מושפעות מהתכולה השונה של האלומינה, אך התכונות המכניות והמוליכות התרמית שלה משתנות מאוד. למצע עם טוהר נמוך יש יותר זכוכית וחספוס משטח גדול יותר. ככל שטוהר המצע גבוה יותר, כך אובדן חלק יותר, קומפקטי, בינוני נמוך יותר, אך גם המחיר גבוה יותר

תחמוצת בריליום (BeO)

יש לו מוליכות תרמית גבוהה יותר מאלומיניום מתכתי, והוא משמש במצבים בהם יש צורך במוליכות תרמית גבוהה. הוא יורד במהירות לאחר שהטמפרטורה עולה על 300℃, אך התפתחותו מוגבלת על ידי הרעילות שלו.

אלומיניום ניטריד (AlN) 

קרמיקת אלומיניום ניטריד היא קרמיקה עם אבקות אלומיניום ניטריד כשלב הגבישי העיקרי. בהשוואה למצע קרמי אלומינה, התנגדות בידוד, בידוד עומד במתח גבוה יותר, קבוע דיאלקטרי נמוך יותר. המוליכות התרמית שלו היא פי 7~10 מזו של Al2O3, ומקדם ההתפשטות התרמית שלו (CTE) תואם בערך לשבב סיליקון, שהוא חשוב מאוד עבור שבבי מוליכים למחצה בעלי הספק גבוה. בתהליך הייצור, המוליכות התרמית של AlN מושפעת מאוד מתכולת זיהומי החמצן שיורית, וניתן להגדיל את המוליכות התרמית באופן משמעותי על ידי הפחתת תכולת החמצן. כיום, מוליכות תרמית של התהליך

בהתבסס על הסיבות לעיל, ניתן לדעת כי קרמיקת אלומינה נמצאת בעמדה מובילה בתחומי המיקרו-אלקטרוניקה, אלקטרוניקת הספק, מיקרו-אלקטרוניקה מעורבת ומודולי הספק בשל הביצועים המקיפים המעולים שלה.

בהשוואה לשוק באותו גודל (100 מ"מ × 100 מ"מ × 1 מ"מ), חומרים שונים של מצע קרמי מחיר: 96% אלומינה 9.5 יואן, 99% אלומינה 18 יואן, אלומיניום ניטריד 150 יואן, תחמוצת בריליום 650 יואן, זה יכול להיות גם פער המחירים בין מצעים שונים גדול יחסית

3. יתרונות וחסרונות של PCB קרמי

יתרונות

1. יכולת נשיאת זרם גדולה, זרם 100A ברציפות דרך גוף נחושת בעובי 1 מ"מ 0.3 מ"מ, עליית טמפרטורה של כ- 17℃
2. עליית הטמפרטורה היא רק בערך 5℃ כאשר זרם 100A עובר ברציפות דרך גוף נחושת בעובי 2 מ"מ בעובי 0.3 מ"מ.
3. ביצועי פיזור חום טובים יותר, מקדם התפשטות תרמית נמוך, צורה יציבה, לא קל לעיוות.
4. בידוד טוב, עמידות במתח גבוה, כדי להבטיח בטיחות וציוד אישי.

חסרונות

שבריריות היא אחד החסרונות העיקריים, מה שמוביל לייצור לוחות קטנים בלבד.

המחיר יקר, הדרישות של מוצרים אלקטרוניים יותר ויותר חוקים, מעגלים קרמיים או בשימוש בחלק מהמוצרים היוקרתיים יותר, מוצרים ברמה נמוכה לא ישמשו כלל.

4. שימוש ב-PCB קרמי

א. מודול אלקטרוני בהספק גבוה, מודול פאנל סולארי וכו'

1. ספק כוח מיתוג בתדר גבוה, ממסר מצב מוצק
2. אלקטרוניקה לרכב, תעופה וחלל, אלקטרוניקה צבאית
3. מוצרי תאורת LED בעוצמה גבוהה
4. אנטנת תקשורת