1. Varför använda keramiska kretskort
Vanligt PCB är vanligtvis tillverkat av kopparfolie och substratbindning, och substratmaterialet är mestadels glasfiber (FR-4), fenolharts (FR-3) och andra material, lim är vanligtvis fenol, epoxi, etc. I processen med PCB-bearbetning på grund av termisk stress, kemiska faktorer, felaktig produktionsprocess och andra skäl, eller i designprocessen på grund av de två sidorna av kopparasymmetri, är det lätt att leda till olika grader av skevning av PCB-kort
PCB Twist
Och ett annat PCB-substrat - keramiskt substrat, på grund av värmeavledningsprestanda, strömkapacitet, isolering, termisk expansionskoefficient, etc., är mycket bättre än vanliga glasfiber-PCB-kort, så det används ofta i högeffektskraftelektronikmoduler , flyg-, militärelektronik och andra produkter.
Keramiska underlag
Med vanlig PCB som använder självhäftande kopparfolie och substratbindning, är keramisk PCB i högtemperaturmiljö, genom att binda kopparfolie och keramiskt substrat sammanfogade, stark bindningskraft, kopparfolie kommer inte att falla av, hög tillförlitlighet, stabil prestanda i hög temperatur, hög luftfuktighet miljö
2. Huvudmaterial av keramiskt substrat
Aluminiumoxid (Al2O3)
Aluminiumoxid är det mest använda substratmaterialet i keramiskt substrat, eftersom det i mekaniska, termiska och elektriska egenskaper jämfört med de flesta andra oxidkeramer, hög hållfasthet och kemisk stabilitet, och rik källa till råmaterial, lämplig för en mängd olika tekniktillverkning och olika former . Enligt andelen aluminiumoxid (Al2O3) kan delas in i 75 porslin, 96 porslin, 99,5 porslin. Aluminiumoxidens elektriska egenskaper påverkas nästan inte av det olika innehållet av aluminiumoxid, men dess mekaniska egenskaper och värmeledningsförmåga förändras kraftigt. Substratet med låg renhet har mer glas och större ytjämnhet. Ju högre renheten på substratet är, desto jämnare, kompaktare, medelförlust är lägre, men priset är också högre
Berylliumoxid (BeO)
Den har högre värmeledningsförmåga än metallaluminium, och används i situationer där hög värmeledningsförmåga behövs. Den minskar snabbt efter att temperaturen överstiger 300 ℃, men dess utveckling begränsas av dess toxicitet.
Aluminiumnitrid (AlN)
Aluminiumnitridkeramik är keramik med aluminiumnitridpulver som den huvudsakliga kristallina fasen. Jämfört med aluminiumoxid keramiskt substrat, isolationsresistans, isolering tål högre spänning, lägre dielektricitetskonstant. Dess värmeledningsförmåga är 7 ~ 10 gånger den för Al2O3, och dess värmeutvidgningskoefficient (CTE) matchas ungefär med kiselchip, vilket är mycket viktigt för högeffekthalvledarchips. I produktionsprocessen påverkas värmeledningsförmågan hos AlN kraftigt av innehållet av kvarvarande syreföroreningar, och värmeledningsförmågan kan ökas avsevärt genom att minska syrehalten. För närvarande är processens värmeledningsförmåga
Baserat på ovanstående skäl kan det vara känt att aluminiumoxidkeramik har en ledande position inom områdena mikroelektronik, kraftelektronik, blandad mikroelektronik och kraftmoduler på grund av deras överlägsna omfattande prestanda.
Jämfört med marknaden av samma storlek (100mm×100mm×1mm), olika material av keramiskt substrat pris: 96% aluminiumoxid 9,5 yuan, 99% aluminiumoxid 18 yuan, aluminiumnitrid 150 yuan, berylliumoxid 650 yuan, det kan ses att prisskillnaden mellan olika substrat är också relativt stor
3. Fördelar och nackdelar med keramiska PCB
Fördelar
- Stor strömkapacitet, 100A ström kontinuerligt genom 1 mm 0,3 mm tjock kopparkropp, temperaturökning på ca 17 ℃
- Temperaturökningen är bara cirka 5 ℃ när 100A ström kontinuerligt passerar genom en 2 mm 0,3 mm tjock kopparkropp.
- Bättre värmeavledningsprestanda, låg termisk expansionskoefficient, stabil form, inte lätt att skeva.
- Bra isolering, högspänningsmotstånd, för att säkerställa personlig säkerhet och utrustning.
Nackdelar
Bräcklighet är en av de största nackdelarna, vilket leder till att man bara gör små brädor.
Priset är dyrt, kraven på elektroniska produkter fler och fler regler, keramiska kretskort eller används i några av de mer avancerade produkter, kommer low-end produkter inte användas alls.
4. Användning av keramiska PCB
a. Högeffekt elektronisk modul, solpanelsmodul, etc
- Högfrekvent strömförsörjning, halvledarrelä
- Bilelektronik, flyg, militärelektronik
- LED-belysningsprodukter med hög effekt
- Kommunikationsantenn