Razlika med keramičnim vezjem in običajnim tiskanim vezjem

V primerjavi s tradicionalnimi tiskanimi vezji (PCB) imajo keramična vezja veliko prednosti. Keramična vezja imajo zaradi svoje visoke toplotne prevodnosti in minimalnega razteznega koeficienta (CTE) več funkcij, enostavnejše funkcije in boljše delovanje v primerjavi z običajnimi tiskanimi vezji. Želite razumeti več informacij o keramičnih tiskanih vezjih in o tem, kako pozitivno vplivajo na skupne stroške vašega podjetja? V tem članku pokrivamo vsa znanja o keramičnih PCB, različnih razpoložljivih vrstah in njihovih lastnih primerih uporabe.

Prednosti in slabosti keramičnih PCB

Prednosti: 1. Odlična toplotna prevodnost; 2. odpornost proti kemični koroziji; 3. Združljiva mehanska trdnost; 4. Preprosto uresničite sledenje z visoko gostoto; 5. Združljivost komponent CTA

Slabosti: 1. stroški so višji od standardnega PCB; 2. Razpoložljivost je zmanjšana; 3. Krhko zdravljenje

Vrsta keramičnega tiskanega vezja

Visoka temperatura

Morda je najbolj priljubljena vrsta keramičnega tiskanega vezja visokotemperaturno tiskano vezje. Zasnovana za visokotemperaturna keramična vezja se običajno imenujejo vezja za visokotemperaturno sogorevanje keramike (HTCC). Ta vezja so sestavljena iz lepil, maziv, topil, mehčalcev in aluminijevega oksida za izdelavo surove keramike.

Uporabite izdelane primitivne keramične materiale, nato premažite material in sledite tokokrogu na volframu ali molibdenu. Po izvedbi je krog pečenja do 48 ur med 1600 in 1700 stopinjami Celzija. Vse pečenje HTCC poteka v plinskem okolju, kot je vodik.

Nizka temperatura

Za razliko od HTCC je keramični PCB pri nizkotemperaturnem sogorevanju izdelan z mešanjem kristalnega stekla z lepilom na kovinski plošči z zlato kašo. Nato, preden vezje postavite v plinsko pečico na približno 900 stopinj Celzija, prerežite vezje in pritisnite plast. Nizkotemperaturno sozgorevanje keramičnega PCB-ja ima manjše umike in izboljšano krčenje. Z drugimi besedami, imajo odlično mehansko trdnost in toplotno prevodnost v primerjavi s HTCC in drugimi vrstami keramičnih PCB. Pri uporabi izdelkov za odvajanje toplote, kot so LED luči, je prednost LTCC pri odvajanju toplote prednost.

Debeloplastna keramika

Keramično vezje z debelo membrano vključuje zlato in elektronsko celulozo, pridobljeno na keramičnih osnovnih materialih. Ko je izvedeno, pasto pecite pri 1,000 stopinjah Celzija ali nižji temperaturi. Zaradi visokih stroškov zlatega prevodnika je ta vrsta PCB zelo priljubljena med večjimi proizvajalci tiskanih vezij.

V primerjavi s tradicionalnimi PCB je glavna prednost debeloplastnih keramičnih materialov ta, da lahko debela membranska keramika prepreči oksidacijo bakra. Če je torej proizvajalec keramičnih PCB zaskrbljen zaradi oksidacije, mu lahko koristi izbira keramičnih vezij z debelo membrano. Nekateri nas pogosto sprašujejo: "Koliko plasti keramičnega tiskanega vezja?" Vendar je odgovor odvisen od vrste uporabljenega keramičnega tiskanega vezja. Najmanjša plast, uporabljena v keramičnem tiskanem vezju, sta dve plasti, vendar glede na zmogljivost izdelka lahko poveča več plasti. Sledenje s kalkulatorjem širine lahko proizvajalcem pomaga razumeti specifikacije zasnove PCB.

Primer uporabe keramičnega tiskanega vezja

Pomnilniški modul

Ena od ključnih aplikacij keramičnih PCB je povezana s pomnilniškim modulom. Ta tiskana vezja imajo pomnilniška integrirana vezja in se običajno uporabljajo za proizvodnjo DDR SDRAM in drugih računalniških komponent, povezanih s pomnilnikom. Vsi RAM-i, ki se uporabljajo v posameznih računalnikih, morajo imeti tiskano vezje s keramično podlago z integriranim pomnilniškim modulom.

Sprejemni in oddajni modul

Keramični PCB omogoča proizvodnjo radarske tehnologije. WestingHouse je prvo podjetje, ki je ustvarilo izstrelitvene in sprejemne module z večplastnimi keramičnimi tiskanimi vezji, ker imajo visoke toplotne in združljive CTE. Za razliko od običajnih tiskanih vezij so keramična vezja edino vezje, ki se lahko uporablja za ustvarjanje prenosnih modulov.

Večslojna povezovalna plošča

Ena od glavnih prodajnih prednosti keramičnih PCB je, da je njihova zmogljivost večja od običajnih tiskanih vezij. Z drugimi besedami, v primerjavi s tradicionalnimi tiskanimi vezji uporablja keramična tiskana vezja enako površino za namestitev več komponent. Zato ima več možnosti uporabe z uporabo večplastnega keramičnega tiskanega vezja.

Simulacija/digitalno tiskano vezje

Različna računalniška podjetja uporabljajo plošče z nizkotemperaturnimi keramičnimi vezji (LTCC) za ustvarjanje naprednih simulacijskih in digitalnih plošč z odličnimi funkcijami sledenja vezjem. Podjetja za osebne računalnike so uporabila LTCC za ustvarjanje številnih lahkih vezij, s čimer so zmanjšali skupno težo izdelka in zmanjšali poškodbe.

Sončni kolektorji

Tako HTCC kot LTCC se uporabljata za izdelavo sončnih kolektorjev in drugih fotovoltaičnih (PV) električnih panelov. Fotonapetostna plošča uporablja tehnologijo večplastne keramične plošče za zagotavljanje življenjske dobe in zadostne toplotne prevodnosti.

Električni oddajnik

Brezžični prenos energije in polnilni moduli postajajo vse pogostejši in postajajo oprema potrošniške elektronike. Te naprave so izdelane s tehnologijo keramičnih PCB zaradi njihove edinstvene toplotne zmogljivosti in keramičnih substratov za odvajanje toplote.

Keramično vezje se uporablja za ustvarjanje elektromagnetnih polj, energija pa se prenaša med sprejemnikom in oddajnikom skozi elektromagnetno polje. Induktivna tuljava pomaga prenašati elektriko iz prvotnega elektromagnetnega polja in jo pretvoriti v tok za sprejemno vezje. Na splošno je sprejemno vezje izdelano iz keramičnega osnovnega PCB materiala.

Polprevodniški hladilnik

Vse več elektronskih naprav postaja majhnih. V ozadju miniaturizacije zabavne elektronike so polprevodniški čipi, polprevodniški čipi pa postajajo vsako leto manjši in manjši. Polprevodniški čipi uporabljajo tehnologijo mikroproizvodnje, da dosežejo višjo integracijo visoke hitrosti, hkrati pa ohranjajo najboljšo sposobnost sledenja. Tradicionalno PCB ne more izpolniti funkcij vezja, ki jih zahtevajo sodobni polprevodniški čipi. Vendar pa je pojav polprevodniških vezij na keramični osnovi privedel do odlične integracije in zmogljivosti med komponentami mikrovezja. Keramične PCB podlage se zato običajno štejejo za prihodnost polprevodniške tehnologije.

LED visoke moči

Keramična podlaga je najboljša podlaga za LED luči visoke moči. Za razliko od tradicionalnih tiskanih vezij keramično vezje uporablja tehnologijo debelega filma za povečanje toplotne učinkovitosti. Posledično toplota, ki jo ustvarijo LED luči (približno 70 odstotkov kalorij LED), ne vpliva na delovno učinkovitost vezja. Z drugimi besedami, samo keramično vezje lahko zagotovi raven toplotne učinkovitosti, ki je potrebna za LED sij. Ko je LED zgrajena na keramičnih vezjih, ni toplotnih vmesnikov (znanih tudi kot radiator). Če torej proizvajalec uporablja keramična vezja, bo materialov, potrebnih za proizvodnjo in vzdrževanje LED luči, manj.

Tip keramičnega tiskanega vezja

Aluminijev oksid

Znan tudi kot AL2O3 in PCB na kovinski osnovi. Aluminijev oksid je tip PCB. Uporablja dizelski material za toplotno prevodnost in električno izolacijo med aluminijevimi kovinami in bakrenimi plastmi. To je prednostno PCB, ki vključuje odvajanje toplote ter splošno vzdrževanje in nadzor temperature. Aluminijasta konstrukcija je običajno sestavljena iz treh plasti. Plast bakrenega vezja približno 1 do 10 unč. Debela, izolacijska plast iz materiala za toplotno prevodnost in električno izolacijo, osnovna plast pa iz bakrene ali aluminijaste podlage. Obstaja več vrst aluminijastih PCB. Obstajajo fleksibilni tipi, mešani tipi, večplastni in porni tipi.

Ain

Ain, znan tudi kot aluminijev nitrid, je nov material in je bil razvit kot poslovni izdelek. V zadnjih dveh desetletjih ima značilnosti replikacije in nadzora. Ain je učinkovita izbira, ker ima dobre dielektrične lastnosti, nizek koeficient toplotnega raztezanja, visoko toplotno prevodnost in nereaktivnost na običajne polprevodniške obrtne kemikalije. PCB iz aluminijevega nitrida se običajno uporablja za radiatorje, embalažo mikrovalovne opreme, komponente za obdelavo talilne kovine, podlage za elektronsko embalažo ter fiksne naprave in izolatorje v prostorih za obdelavo polprevodnikov.