Razlika između keramičke ploče i konvencionalne PCB ploče

U usporedbi s tradicionalnim tiskanim pločicama (PCB), keramičke pločice imaju mnoge prednosti. Zbog svoje visoke toplinske vodljivosti i minimalnog koeficijenta širenja (CTE), keramičke ploče imaju više funkcija, jednostavnije funkcije i bolju izvedbu u usporedbi s konvencionalnim tiskanim pločama. Želite li razumjeti više informacija o keramičkim PCB-ima i kako oni pozitivno utječu na ukupne troškove vaše tvrtke? U ovom članku pokrivamo sva znanja o keramičkim PCB-ima, raznim dostupnim vrstama i njihovim vlastitim slučajevima uporabe.

Prednosti i nedostaci keramičkih PCB ploča

Prednosti: 1. Izvrsna toplinska vodljivost; 2. Otpornost na kemijsku koroziju; 3. Kompatibilna mehanička čvrstoća; 4. Jednostavno ostvarite praćenje visoke gustoće; 5. Kompatibilnost CTA komponenti

Nedostaci: 1. cijena je viša od standardne PCB ploče; 2. Dostupnost je smanjena; 3. Krhki tretman

Vrsta keramičkog PCB-a

Visoka temperatura

Možda je najpopularnija vrsta keramičkog PCB-a visokotemperaturni PCB. Dizajnirane za visokotemperaturne keramičke strujne ploče obično se nazivaju visokotemperaturni keramički sklopovi (HTCC). Ovi krugovi se sastoje od ljepila, maziva, otapala, plastifikatora i aluminijevog oksida za izradu sirove keramike.

Koristite proizvedene primitivne keramičke materijale, zatim premažite materijal i pratite strujni krug na metalu volframa ili molibdena. Nakon implementacije, krug pečenja je do 48 sati između 1600 i 1700 stupnjeva Celzijusa. Sva HTCC pečenja se izvode u plinskom okruženju, kao što je vodik.

Niska temperatura

Za razliku od HTCC-a, niskotemperaturni susagorevajući keramički PCB izrađuje se miješanjem kristalnog stakla s ljepilom na metalnoj ploči sa zlatnom pulpom. Zatim, prije stavljanja kruga u plinsku pećnicu od oko 900 stupnjeva Celzijusa, prerežite krug i pritisnite sloj. Niskotemperaturno suspaljivanje keramičkih PCB-a ima manje povlačenja i poboljšanu sposobnost skupljanja. Drugim riječima, imaju izvrsnu mehaničku čvrstoću i toplinsku vodljivost u usporedbi s HTCC i drugim vrstama keramičkih PCB-a. Kada koristite proizvode za raspršivanje topline kao što su LED svjetla, LTCC-ova prednost rasipanja topline daje prednost.

Deblji sloj keramike

Keramički krug s debelom membranom uključuje zlato i elektroničku pulpu izrađenu na osnovnim keramičkim materijalima. Nakon primjene, pecite pastu na 1,000 stupnjeva Celzijusa ili nižoj temperaturi. Zbog visoke cijene kaše zlatnog vodiča, ova vrsta PCB-a vrlo je popularna među velikim proizvođačima tiskanih ploča.

U usporedbi s tradicionalnim PCB-om, glavna prednost debeloslojnih keramičkih materijala je ta što debela membranska keramika može spriječiti oksidaciju bakra. Stoga, ako je proizvođač keramičkih PCB-a zabrinut zbog oksidacije, može imati koristi od odabira keramičkih krugova s ​​debelom membranom. Neki nas ljudi često pitaju: "Koliko slojeva keramičkog PCB-a?" Međutim, odgovor ovisi o vrsti keramičkog PCB-a koji se koristi. Minimalni sloj koji se koristi u keramičkom PCB-u su dva sloja, ali u skladu s učinkom proizvoda, može povećati nekoliko slojeva. Praćenje kalkulatora širine može pomoći proizvođačima da razumiju svoje specifikacije PCB dizajna.

Slučaj uporabe keramičkog PCB-a

Memorijski modul

Jedna od ključnih primjena keramičkih PCB-a povezana je s modulom za pohranu. Ovi PCB-ovi imaju memorijske integrirane krugove i obično se koriste za proizvodnju DDR SDRAM-a i drugih računalnih komponenti povezanih s memorijom. Svi RAM-ovi koji se koriste u pojedinačnim računalima moraju imati PCB s keramičkom podlogom s integriranim memorijskim modulom.

Prijemni i prijenosni modul

Keramički PCB omogućuje proizvodnju radarske tehnologije. WestingHouse je prva tvrtka koja je stvorila module za lansiranje i prijem s višeslojnim keramičkim PCB-om jer imaju visoke toplinske i kompatibilne CTE. Za razliku od konvencionalnih tiskanih ploča, keramički krugovi jedini su krug koji se može koristiti za izradu prijenosnih modula.

Višeslojna ploča za međusobno povezivanje

Jedna od glavnih prednosti keramičkih PCB-a je da je njihov kapacitet veći od konvencionalnih tiskanih ploča. Drugim riječima, u usporedbi s tradicionalnim PCB-om, keramički PCB koristi istu površinu za smještaj više komponenti. Stoga ima više potencijalnih primjena korištenjem višeslojnog keramičkog PCB-a.

Simulacija/Digitalni PCB

Razne računalne tvrtke koriste niskotemperaturne keramičke sklopove (LTCC) za stvaranje naprednih simulacijskih i digitalnih ploča s izvrsnim funkcijama praćenja strujnih krugova. Tvrtke za osobna računala koristile su LTCC za stvaranje mnogih laganih sklopova, smanjujući tako ukupnu težinu proizvoda i minimizirajući modrice.

Solarni paneli

I HTCC i LTCC se koriste za izradu solarnih ploča i drugih fotonaponskih (PV) električnih ploča. Fotonaponski panel koristi tehnologiju višeslojnih keramičkih ploča kako bi se osigurao životni vijek i dovoljna toplinska vodljivost.

Električni odašiljač

Bežični prijenos energije i moduli za punjenje postaju sve češći i postaju oprema potrošačke elektronike. Ovi uređaji izrađeni su s keramičkom PCB tehnologijom zbog svojih jedinstvenih toplinskih performansi i keramičkih podloga za raspršivanje topline.

Keramička ploča se koristi za stvaranje elektromagnetskih polja, a energija se prenosi između prijemnika i odašiljača kroz elektromagnetsko polje. Induktivni svitak pomaže prenijeti električnu energiju iz izvornog elektromagnetskog polja i pretvoriti je u struju za krug prijamnika. Općenito, krug prijamnika izrađen je od keramičkog osnovnog PCB materijala.

Poluvodički hladnjak

Sve više elektroničkih uređaja postaje maleno. Iza minijaturizacije potrošačke elektronike stoje poluvodički čipovi, a poluvodički čipovi svake godine postaju sve manji. Poluvodički čipovi koriste tehnologiju mikroproizvodnje kako bi postigli veću integraciju velike brzine uz zadržavanje najbolje mogućnosti praćenja. Tradicionalni PCB ne može zadovoljiti funkcije krugova koje zahtijevaju moderni poluvodički čipovi. Međutim, pojava poluvodičkih sklopova na bazi keramike dovela je do izvrsne integracije i performansi između komponenti mikro krugova. Stoga se keramičke PCB podloge obično smatraju budućnošću tehnologije poluvodiča.

LED velike snage

Keramička podloga pruža najbolju osnovu za LED svjetla velike snage. Za razliku od tradicionalnog PCB-a, keramički krug koristi tehnologiju debelog filma za maksimalnu toplinsku učinkovitost. Kao rezultat toga, toplina koju stvaraju LED svjetla (oko 70 posto kalorija LED dioda) ne utječe na radnu učinkovitost kruga. Drugim riječima, samo keramički krug može osigurati razinu toplinske učinkovitosti potrebnu za LED sjaj. Kada je LED dioda izgrađena na keramičkim krugovima, nema materijala za toplinsko sučelje (poznato i kao radijator). Stoga, ako proizvođač koristi keramičke sklopove, materijali potrebni za proizvodnju i održavanje LED svjetala bit će manji.

Keramički PCB tip

Glinica

Također poznat kao AL2O3 i PCB na bazi metala. Aluminij je vrsta PCB-a. Koristi dizelsku toplinsku vodljivost i električni izolacijski materijal između aluminijskih metala i bakrenih slojeva. To je preferirani PCB koji uključuje disipaciju topline i sveukupno održavanje i kontrolu temperature. Aluminijska struktura obično se sastoji od tri sloja. Bakreni sloj kruga od oko 1 do 10 unci. Debeo, izolacijski sloj izrađen od materijala za toplinsku vodljivost i električnu izolaciju, a osnovni sloj izrađen od bakrene ili aluminijske baze. Postoji nekoliko vrsta aluminijskih PCB-a. Postoje fleksibilni tipovi, mješoviti tipovi, višeslojni i tipovi s porama.

Ain

Ain, poznat i kao aluminijev nitrid, novi je materijal i razvijen je kao poslovni proizvod. U posljednja dva desetljeća ima karakteristike replikacije i kontrole. Ain je učinkovit izbor jer ima dobru dielektričnu izvedbu, nizak koeficijent toplinske ekspanzije, visoku toplinsku vodljivost i nereaktivnost na obične poluvodičke kemikalije. PCB od aluminijeva nitrida obično se koristi za pakiranje radijatora, mikrovalne opreme, komponenti za obradu metala za topljenje, podloga za elektroničko pakiranje i fiksne uređaje i izolatore u prostoriji za obradu poluvodiča.