Diferența dintre placa de circuit ceramică și placa PCB convențională

În comparație cu plăcile de circuite de imprimare tradiționale (PCB), plăcile de circuite ceramice au multe avantaje. Datorită conductivității sale termice ridicate și coeficientului minim de expansiune (CTE), plăcile de circuite ceramice au mai multe funcții, funcții mai simple și performanțe mai bune în comparație cu PCB-ul convențional. Doriți să înțelegeți mai multe informații despre PCB ceramic și modul în care acestea au un impact pozitiv asupra costului total al companiei dvs.? În acest articol, acoperim toate cunoștințele despre PCB ceramice, diferitele tipuri disponibile și propriile lor cazuri de utilizare.

Avantajele și dezavantajele PCB-ului ceramic

Avantaje: 1. Conductivitate termică excelentă; 2. Rezistenta la coroziune chimica; 3. Rezistenta mecanica compatibila; 4. Realizați cu ușurință urmărirea de înaltă densitate; 5. Compatibilitatea componentelor CTA

Dezavantaje: 1. costul este mai mare decât PCB standard; 2. Disponibilitatea este redusă; 3. Tratament fragil

Tip de PCB ceramic

Temperatura ridicata

Poate cel mai popular tip de PCB ceramic este PCB de înaltă temperatură. Proiectate pentru plăci de circuite ceramice la temperatură înaltă, sunt de obicei numite circuite ceramice co-ardere la temperatură înaltă (HTCC). Aceste circuite sunt compuse din adezivi, lubrifianți, solvenți, plastifianți și alumină de aluminiu pentru a face ceramică brută.

Folosiți materiale ceramice primitive produse, apoi acoperiți materialul și urmăriți urmărirea circuitului pe metal tungsten sau molibden. După implementare, circuitul de coacere este de până la 48 de ore între 1600 și 1700 de grade Celsius. Toată coacerea HTCC se realizează în mediu gazos, cum ar fi hidrogenul.

Temperatura scazuta

Spre deosebire de HTCC, PCB-ul ceramic cu ardere la temperatură joasă este realizat prin amestecarea sticlei de cristal cu adezivul de pe placa metalică cu pulpa aurie. Apoi, înainte de a introduce circuitul într-un cuptor cu gaz de aproximativ 900 de grade Celsius, tăiați circuitul și apăsați stratul. PCB ceramic cu ardere în comun la temperatură joasă beneficiază de o retragere mai mică și o contracție îmbunătățită. Cu alte cuvinte, au o rezistență mecanică și o conductivitate termică excelente în comparație cu HTCC și alte tipuri de PCB ceramice. Atunci când utilizați produse de disipare a căldurii, cum ar fi luminile LED, avantajul LTCC de disipare a căldurii oferă un avantaj.

Ceramica cu film gros

Circuitul ceramic cu membrană groasă include aur și pastă electronică realizată pe materiale ceramice de bază. Odată implementată, coaceți pasta la 1,000 grade Celsius sau o temperatură mai mică. Datorită costului ridicat al șlamului de conductor de aur, acest tip de PCB este foarte popular printre marii producători de circuite de imprimare.

În comparație cu PCB-ul tradițional, principalul avantaj al materialelor ceramice cu film gros este că ceramica cu membrană groasă poate preveni oxidarea cuprului. Prin urmare, dacă producătorul de PCB-uri ceramice este îngrijorat de oxidare, acesta poate beneficia de selecția circuitelor ceramice cu membrană groasă. Unii oameni ne întreabă adesea: „Câte straturi de PCB ceramic?” Cu toate acestea, răspunsul depinde de tipul de PCB ceramic utilizat. Stratul minim utilizat în PCB ceramic este de două straturi, dar în funcție de performanța produsului, acesta poate crește mai multe straturi. Urmărirea unui calculator de lățime poate ajuta producătorii să-și înțeleagă specificațiile de proiectare a PCB-urilor.

Carcasă de utilizare PCB din ceramică

Modul de memorie

Una dintre aplicațiile cheie ale PCB-ului ceramic este legată de modulul de stocare. Aceste PCB au circuite integrate de memorie și sunt de obicei folosite pentru a produce DDR SDRAM și alte componente ale computerului legate de memorie. Toate RAM-urile utilizate în computerele individuale trebuie să aibă un PCB cu substrat ceramic cu un modul de memorie integrat.

Modul de recepție și transmisie

PCB-ul ceramic face posibilă producerea tehnologiei radar. WestingHouse este prima companie care a creat module de lansare și recepție cu PCB ceramice multistrat, deoarece au CTE-uri termice ridicate și compatibile. Spre deosebire de PCB convențional, circuitele ceramice sunt singurul circuit care poate fi folosit pentru a crea module de transmisie.

Placă de interconectare multistrat

Unul dintre principalele puncte de vânzare ale PCB-ului ceramic este că capacitatea lor este mai mare decât plăcile de circuite convenționale. Cu alte cuvinte, în comparație cu PCB-ul tradițional, PCB-ul ceramic folosește aceeași suprafață pentru a găzdui mai multe componente. Prin urmare, are mai multe aplicații potențiale folosind PCB ceramice cu mai multe straturi.

PCB de simulare/digital

Diverse companii de calcul folosesc plăci cu circuite ceramice la temperatură joasă (LTCC) pentru a crea plăci avansate de simulare și digitale cu funcții excelente de urmărire a circuitelor. Companiile de calculatoare personale au folosit LTCC pentru a crea multe circuite ușoare, reducând astfel greutatea totală a produsului și minimizând vânătăile.

Panouri solare

Atât HTCC, cât și LTCC sunt folosite pentru a face panouri solare și alte panouri electrice fotovoltaice (PV). Panoul fotovoltaic folosește tehnologia plăcilor ceramice cu mai multe straturi pentru a asigura viață și o conductivitate termică suficientă.

Transmițător electric

Modulele wireless de transmisie a puterii și încărcare devin din ce în ce mai frecvente, devenind echipamente electronice de larg consum. Aceste dispozitive sunt construite cu tehnologia PCB ceramică datorită performanței termice unice și a substraturilor ceramice de disipare a căldurii.

Placa de circuite ceramice este folosită pentru a genera câmpuri electromagnetice, iar energia este transmisă între receptor și transmițător prin câmpul electromagnetic. Bobina inductivă ajută la transmiterea energiei electrice din câmpul electromagnetic original și la transformarea acesteia într-un curent pentru circuitul receptor. În general, circuitul receptorului este realizat din material PCB cu bază ceramică.

Răcitor cu semiconductor

Din ce în ce mai multe dispozitive electronice devin mici. În spatele miniaturizării electronicelor de larg consum se află cipurile semiconductoare, iar cipurile semiconductoare devin din ce în ce mai mici în fiecare an. Cipurile semiconductoare utilizează tehnologia de micro-producție pentru a obține o integrare de mare viteză mai mare, menținând în același timp cea mai bună capacitate de urmărire. PCB-ul tradițional nu poate îndeplini funcțiile de circuit cerute de cipurile semiconductoare moderne. Cu toate acestea, apariția circuitelor semiconductoare pe bază de ceramică a condus la o integrare și o performanță excelente între componentele micro-circuitelor. Prin urmare, substraturile ceramice PCB sunt de obicei considerate viitorul tehnologiei semiconductoare.

LED de mare putere

Substratul ceramic oferă cea mai bună bază pentru lumini LED de mare putere. Spre deosebire de PCB tradițional, circuitul ceramic folosește tehnologia filmului gros pentru a maximiza eficiența termică. Ca urmare, căldura generată de luminile LED (aproximativ 70 la sută din caloriile LED-urilor) nu afectează eficiența de funcționare a circuitului. Cu alte cuvinte, doar circuitul ceramic poate asigura nivelul de eficiență termică necesar pentru strălucirea LED-urilor. Când LED-ul este construit pe circuite ceramice, nu există materiale de interfață de căldură (cunoscute și sub numele de radiator). Prin urmare, dacă producătorul folosește circuite ceramice, materialele necesare pentru producerea și întreținerea luminilor LED vor fi mai puține.

Tip PCB ceramic

Alumină

De asemenea, cunoscut sub numele de AL2O3 și PCB pe bază de metal. Alumina este de tip PCB. Utilizează o conductivitate termică diesel și un material de izolare electrică între metalele de aluminiu și straturile de cupru. Este PCB-ul preferat care implică disiparea căldurii și menținerea și controlul general al temperaturii. Structura din aluminiu este de obicei compusă din trei straturi. Un strat de circuit de cupru de aproximativ 1 până la 10 uncii. Gros, stratul de izolație din material de conductivitate termică și izolație electrică, iar stratul de bază din cupru sau bază de aluminiu. Există mai multe tipuri de PCB din aluminiu. Există tipuri flexibile, tipuri mixte, mai multe straturi și tipuri de pori.

Ain

Ain, cunoscut și sub numele de nitrură de aluminiu, este un material nou și a fost dezvoltat ca un produs bazat pe afaceri. În ultimele două decenii, are caracteristicile de replicare și control. Ain este o alegere eficientă, deoarece are performanță dielectrică bună, coeficient scăzut de dilatare termică, conductivitate termică ridicată și nereactivitate la substanțele chimice semiconductoare obișnuite. PCB cu nitrură de aluminiu este de obicei folosit pentru ambalarea radiatoarelor, echipamentelor cu microunde, componentelor de prelucrare a metalelor de topire, substraturi de ambalare electronică și dispozitive fixe și izolatoare din camera de procesare a semiconductoarelor.