1. Навіщо використовувати керамічні плати
Звичайна друкована плата зазвичай виготовляється з мідної фольги та склеювання підкладки, а матеріалом підкладки є переважно скловолокно (FR-4), фенольна смола (FR-3) та інші матеріали, клей зазвичай фенольний, епоксидний тощо. У процесі Обробка друкованої плати через термічний стрес, хімічні фактори, неправильний виробничий процес та інші причини, або в процесі проектування через дві сторони асиметрії міді, легко призвести до різного ступеня викривлення плати друкованої плати
PCB Twist
І ще одна підкладка друкованої плати – керамічна підкладка, завдяки характеристикам розсіювання тепла, пропускній здатності по струму, ізоляції, коефіцієнту теплового розширення тощо набагато краща, ніж звичайна друкована плата зі скловолокна, тому вона широко використовується в модулях силової електроніки високої потужності , аерокосмічної, військової електроніки та іншої продукції.
Керамічні підкладки
Звичайна друкована плата з використанням клейкої мідної фольги та склеювання підкладки, керамічна друкована плата знаходиться в середовищі з високою температурою, через спосіб склеювання мідної фольги та керамічної підкладки, з’єднаних разом, сильна сила зв’язування, мідна фольга не впаде, висока надійність, стабільна продуктивність у високих умовах. температура, висока вологість середовища
2. Основний матеріал керамічної підкладки
Глинозем (Al2O3)
Оксид алюмінію є найбільш часто використовуваним матеріалом підкладки в керамічній підкладці, оскільки механічні, термічні та електричні властивості порівняно з більшістю інших оксидних керамік мають високу міцність і хімічну стабільність, а також багате джерело сировини, придатне для різноманітних технологій виробництва та різних форм. . Відповідно до процентного вмісту глинозему (Al2O3) можна розділити на порцеляну 75, порцеляну 96, фарфор 99,5. На електричні властивості глинозему різний вміст глинозему майже не впливає, але сильно змінюються його механічні властивості і теплопровідність. Підкладка з низькою чистотою має більше скла та більшу шорсткість поверхні. Чим вища чистота підкладки, тим більш гладка, компактна, середні втрати менші, але ціна також вища
Оксид берилію (BeO)
Він має вищу теплопровідність, ніж металевий алюміній, і використовується в ситуаціях, коли потрібна висока теплопровідність. Він швидко зменшується після того, як температура перевищує 300 ℃, але його розвиток обмежений його токсичністю.
Нітрид алюмінію (AlN)
Кераміка з нітриду алюмінію — це кераміка з порошками нітриду алюмінію як основною кристалічною фазою. У порівнянні з керамічною підкладкою з глинозему, опір ізоляції, ізоляція витримує вищу напругу, нижчу діелектричну проникність. Його теплопровідність у 7-10 разів перевищує коефіцієнт теплового розширення Al2O3, а його коефіцієнт теплового розширення (КТР) приблизно відповідає кремнієвому чіпу, що дуже важливо для потужних напівпровідникових чіпів. У процесі виробництва на теплопровідність AlN сильно впливає вміст залишкових домішок кисню, а теплопровідність можна значно підвищити, зменшивши вміст кисню. В даний час теплопровідність процесу
Виходячи з наведених вище причин, можна знати, що глиноземна кераміка займає лідируючі позиції в області мікроелектроніки, силової електроніки, змішаної мікроелектроніки та силових модулів завдяки своїм чудовим комплексним характеристикам.
У порівнянні з ринком такого ж розміру (100 мм × 100 мм × 1 мм), різні матеріали керамічної підкладки ціна: 96% глинозему 9,5 юанів, 99% глинозему 18 юанів, нітрид алюмінію 150 юанів, оксид берилію 650 юанів, можна побачити, що розрив у ціні між різними субстратами також відносно великий
3. Переваги та недоліки керамічної друкованої плати
Переваги
- Велика пропускна здатність по струму, безперервний струм 100 А через мідний корпус товщиною 1 мм 0,3 мм, підвищення температури приблизно на 17 ℃
- Підвищення температури становить лише приблизно 5 ℃, коли струм 100 А постійно проходить через мідний корпус товщиною 2 мм 0,3 мм.
- Краща ефективність розсіювання тепла, низький коефіцієнт теплового розширення, стабільна форма, нелегка деформація.
- Хороша ізоляція, стійкість до високої напруги для забезпечення особистої безпеки та обладнання.
Недоліки
Крихкість – один з головних недоліків, через який виготовляють лише невеликі дошки.
Ціна висока, вимоги до електронних продуктів все більше і більше, керамічна плата або використовується в деяких продуктах високого класу, продукти низького класу не будуть використовуватися взагалі.
4. Використання керамічної друкованої плати
a. Електронний модуль високої потужності, модуль сонячної панелі тощо
- Високочастотний імпульсний джерело живлення, твердотільні реле
- Автомобільна електроніка, аерокосмічна, військова електроніка
- Світлодіодне освітлення високої потужності
- Антена зв'язку