1. Dlaczego warto używać płytek ceramicznych?

Zwykła płytka drukowana jest zwykle wykonana z folii miedzianej i klejenia podłoża, a materiałem podłoża jest głównie włókno szklane (FR-4), żywica fenolowa (FR-3) i inne materiały, klej jest zwykle fenolowy, epoksydowy itp. W procesie Obróbka PCB ze względu na naprężenia termiczne, czynniki chemiczne, niewłaściwy proces produkcyjny i inne przyczyny lub w procesie projektowania ze względu na dwie strony asymetrii miedzi łatwo jest doprowadzić do różnego stopnia wypaczenia płytki PCB

Skręt PCB

I kolejne podłoże PCB – podłoże ceramiczne, ze względu na wydajność rozpraszania ciepła, obciążalność prądową, izolację, współczynnik rozszerzalności cieplnej itp., są znacznie lepsze niż zwykłe płytki PCB z włókna szklanego, dlatego jest szeroko stosowane w modułach elektroniki dużej mocy , lotniczym, elektroniki wojskowej i innych produktów.

Podłoża ceramiczne

W przypadku zwykłej płytki drukowanej wykorzystującej samoprzylepną folię miedzianą i klejenie podłoża, ceramiczna płytka PCB znajduje się w środowisku o wysokiej temperaturze, poprzez połączenie folii miedzianej z podłożem ceramicznym, duża siła wiązania, folia miedziana nie odpadnie, wysoka niezawodność, stabilna wydajność w wysokich temperatura, środowisko o dużej wilgotności

2. Główny materiał podłoża ceramicznego

Tlenek glinu (Al2O3)

Tlenek glinu jest najczęściej stosowanym materiałem podłoża w podłożu ceramicznym, ponieważ pod względem właściwości mechanicznych, termicznych i elektrycznych w porównaniu z większością innych ceramiki tlenkowej, wysokiej wytrzymałości i stabilności chemicznej oraz bogatego źródła surowców, nadaje się do różnych technologii produkcji i różnych kształtów . Według procentowej zawartości tlenku glinu (Al2O3) można podzielić na porcelanę 75, porcelanę 96, porcelanę 99,5. Różna zawartość tlenku glinu prawie nie wpływa na właściwości elektryczne tlenku glinu, ale jego właściwości mechaniczne i przewodność cieplna znacznie się zmieniają. Podłoże o niskiej czystości ma więcej szkła i większą chropowatość powierzchni. Im wyższa czystość podłoża, tym gładsze, zwarte, średnie straty są mniejsze, ale cena też wyższa

Tlenek berylu (BeO)

Ma wyższą przewodność cieplną niż metaliczne aluminium i jest stosowany w sytuacjach, w których wymagana jest wysoka przewodność cieplna. Szybko maleje po przekroczeniu temperatury 300℃, ale jego rozwój jest ograniczony przez jego toksyczność.

Azotek glinu (AlN) 

Ceramika z azotku glinu to ceramika, której główną fazą krystaliczną są proszki azotku glinu. W porównaniu z podłożem ceramicznym z tlenku glinu, rezystancja izolacji, izolacja wytrzymuje wyższe napięcie, niższą stałą dielektryczną. Jego przewodność cieplna jest 7–10 razy większa niż Al2O3, a współczynnik rozszerzalności cieplnej (CTE) jest w przybliżeniu równy chipowi krzemowemu, co jest bardzo ważne w przypadku chipów półprzewodnikowych dużej mocy. W procesie produkcyjnym na przewodność cieplną AlN duży wpływ ma zawartość resztkowych zanieczyszczeń tlenowych, a przewodność cieplną można znacznie zwiększyć poprzez zmniejszenie zawartości tlenu. Obecnie przewodność cieplna procesu

Z powyższych powodów można stwierdzić, że ceramika z tlenku glinu zajmuje wiodącą pozycję w dziedzinie mikroelektroniki, energoelektroniki, mikroelektroniki mieszanej i modułów mocy ze względu na ich doskonałe wszechstronne działanie.

W porównaniu z rynkiem o tej samej wielkości (100 mm × 100 mm × 1 mm), cena różnych materiałów podłoża ceramicznego: 96% tlenku glinu 9,5 juanów, 99% tlenku glinu 18 juanów, azotek glinu 150 juanów, tlenek berylu 650 juanów, widać to różnica cen pomiędzy różnymi substratami jest również stosunkowo duża

3. Zalety i wady płytek ceramicznych

Zalety

1. Duża obciążalność prądowa, prąd ciągły 100 A przez miedziany korpus o grubości 1 mm i grubości 0,3 mm, wzrost temperatury o około 17 ℃
2. Wzrost temperatury wynosi tylko około 5 ℃, gdy prąd 100 A przepływa w sposób ciągły przez miedziany korpus o grubości 2 mm i 0,3 mm.
3. Lepsza wydajność rozpraszania ciepła, niski współczynnik rozszerzalności cieplnej, stabilny kształt, niełatwy do wypaczenia.
4. Dobra izolacja, odporność na wysokie napięcie, aby zapewnić bezpieczeństwo osobiste i sprzęt.

Wady

Kruchość jest jedną z głównych wad, która prowadzi do wytwarzania tylko małych desek.

Cena jest droga, wymagania produktów elektronicznych są coraz bardziej rygorystyczne, płytki ceramiczne lub stosowane w niektórych produktach z wyższej półki, produkty z niższej półki nie będą w ogóle używane.

4. Zastosowanie płytek ceramicznych

A. Moduł elektroniczny dużej mocy, moduł panelu słonecznego itp

1. Zasilacz impulsowy wysokiej częstotliwości, przekaźnik półprzewodnikowy
2. Elektronika samochodowa, lotnicza, elektronika wojskowa
3. Produkty oświetleniowe LED dużej mocy
4. Antena komunikacyjna