1. Prečo používať keramické dosky plošných spojov
Bežná DPS je zvyčajne vyrobená z medenej fólie a lepením substrátu a materiálom substrátu je väčšinou sklenené vlákno (FR-4), fenolová živica (FR-3) a iné materiály, lepidlo je zvyčajne fenolové, epoxidové atď. Spracovanie PCB v dôsledku tepelného namáhania, chemických faktorov, nesprávneho výrobného procesu a iných dôvodov alebo v procese navrhovania v dôsledku dvoch strán medenej asymetrie je ľahké viesť k rôznym stupňom deformácie dosky PCB
PCB Twist
A ďalší substrát PCB - keramický substrát, vzhľadom na výkon rozptylu tepla, prúdovú nosnosť, izoláciu, koeficient tepelnej rozťažnosti atď., Sú oveľa lepšie ako obyčajná doska plošných spojov zo sklenených vlákien, takže sa široko používa vo vysokovýkonných moduloch elektroniky. , letectvo, vojenská elektronika a ďalšie produkty.
Keramické podklady
Pri bežnej PCB s použitím lepiacej medenej fólie a lepenia substrátu je keramická doska plošných spojov vo vysokoteplotnom prostredí, spôsobom spájania medenej fólie a keramického substrátu dohromady, silná väzbová sila, medená fólia nespadne, vysoká spoľahlivosť, stabilný výkon pri vysokých teplota, prostredie s vysokou vlhkosťou
2. Hlavný materiál keramického substrátu
Oxid hlinitý (Al2O3)
Oxid hlinitý je najčastejšie používaný substrátový materiál v keramickom substráte, pretože má mechanické, tepelné a elektrické vlastnosti v porovnaní s väčšinou ostatných oxidových keramik, vysokú pevnosť a chemickú stabilitu a bohatý zdroj surovín, vhodný na výrobu rôznych technológií a rôznych tvarov. . Podľa percenta oxidu hlinitého (Al2O3) možno rozdeliť na 75 porcelán, 96 porcelán, 99,5 porcelán. Elektrické vlastnosti oxidu hlinitého takmer nie sú ovplyvnené rôznym obsahom oxidu hlinitého, ale jeho mechanické vlastnosti a tepelná vodivosť sa výrazne menia. Substrát s nízkou čistotou má viac skla a väčšiu drsnosť povrchu. Čím vyššia je čistota substrátu, tým je hladší, kompaktnejší, stredná strata je nižšia, ale aj cena je vyššia
Oxid berýlia (BeO)
Má vyššiu tepelnú vodivosť ako kovový hliník a používa sa v situáciách, keď je potrebná vysoká tepelná vodivosť. Po prekročení teploty 300 ℃ rýchlo klesá, ale jeho vývoj je limitovaný jeho toxicitou.
Nitrid hliníka (AlN)
Keramika z nitridu hliníka je keramika s práškom nitridu hliníka ako hlavnou kryštalickou fázou. V porovnaní s keramickým substrátom z oxidu hlinitého, izolačný odpor, izolácia odoláva vyššiemu napätiu, nižšia dielektrická konštanta. Jeho tepelná vodivosť je 7~10 krát vyššia ako Al2O3 a jeho koeficient tepelnej rozťažnosti (CTE) je približne zhodný s kremíkovým čipom, čo je veľmi dôležité pre vysokovýkonné polovodičové čipy. Vo výrobnom procese je tepelná vodivosť AlN značne ovplyvnená obsahom zvyškových kyslíkových nečistôt a tepelnú vodivosť je možné výrazne zvýšiť znížením obsahu kyslíka. V súčasnosti je tepelná vodivosť procesu
Na základe vyššie uvedených dôvodov je možné vedieť, že aluminová keramika je na poprednom mieste v oblasti mikroelektroniky, výkonovej elektroniky, zmiešanej mikroelektroniky a výkonových modulov vďaka ich vynikajúcemu komplexnému výkonu.
V porovnaní s trhom rovnakej veľkosti (100 mm × 100 mm × 1 mm), cena rôznych materiálov keramického substrátu: 96% oxid hlinitý 9,5 juanov, 99% oxid hlinitý 18 juanov, nitrid hliníka 150 juanov, oxid berylnatý 650 juanov, možno vidieť, že cenový rozdiel medzi rôznymi substrátmi je tiež pomerne veľký
3. Výhody a nevýhody keramických DPS
Výhody
- Veľká prúdová zaťažiteľnosť, prúd 100A nepretržite cez medené telo s hrúbkou 1 mm, 0,3 mm, zvýšenie teploty o približne 17 ° C
- Nárast teploty je len asi 5 ℃, keď prúd 100 A nepretržite prechádza medeným telom s hrúbkou 2 mm 0,3 mm.
- Lepší výkon pri odvádzaní tepla, nízky koeficient tepelnej rozťažnosti, stabilný tvar, nie je ľahké deformovať.
- Dobrá izolácia, odolnosť voči vysokému napätiu, na zaistenie osobnej bezpečnosti a vybavenia.
Nevýhody
Krehkosť je jednou z hlavných nevýhod, ktorá vedie k výrobe iba malých dosiek.
Cena je drahá, požiadavky na elektronické výrobky stále viac a viac pravidiel, keramické dosky s plošnými spojmi alebo používané v niektorých špičkových produktoch, low-end produkty sa nebudú používať vôbec.
4. Použitie keramických DPS
a. Vysokovýkonný elektronický modul, modul solárneho panelu atď
- Vysokofrekvenčný spínaný zdroj, polovodičové relé
- Automobilová elektronika, letectvo, vojenská elektronika
- Vysokovýkonné LED osvetľovacie produkty
- Komunikačná anténa