PCB à substrat céramique
Alors que la technologie des emballages électroniques évolue progressivement vers la miniaturisation, haute densité, multifonction, et direction haute fiabilité, la densité de puissance du système électronique augmente, et le problème de dissipation thermique devient de plus en plus grave. Pour les appareils électroniques, l'appareil est généralement réduit de 30 à 50 % à chaque fois 10 °C augmenté de 10 °C. Donc, l'utilisation de matériaux et de processus d'emballage appropriés et l'amélioration de la capacité de dissipation thermique des appareils sont devenues un goulot d'étranglement technique pour développer des appareils électroniques.
Parmi eux, la sélection des matériaux de substrat est un maillon clé, ce qui affecte directement le coût, performances et fiabilité de l'appareil. Les matériaux de substrat couramment utilisés comprennent principalement quatre catégories: substrats en plastique, substrats métalliques, substrats céramiques et substrats composites. À l'heure actuelle, bien que les substrats céramiques ne soient pas dominants, en raison de leur bonne conductivité thermique, résistance à la chaleur, isolation, faibles coefficients de dilatation thermique et coûts, l'application de l'emballage électronique, en particulier les appareils électroniques de puissance, prend de plus en plus d'ampleur.
Qu'est-ce qu'un PCB à substrat céramique
Le substrat en céramique fait référence à un panneau artisanal spécial qui est directement conservé sur une feuille de cuivre directement sur l'alumine. (Al2o3) ou nitrure d'aluminium (Aln) substrat céramique ou autres substrats céramiques à haute température. Les substrats composites ultra-minces fabriqués ont d'excellentes performances d'isolation électrique, caractéristiques de conductivité thermique élevées, excellente soudure douce et haute résistance de fixation, et peut être découpé à partir de divers graphiques comme des cartes PCB. capacité. Donc, La carte PCB en céramique est devenue le matériau de base de la technologie de structure de circuit électronique de puissance élevée et de la technologie d'interconnexion.
Substrat céramique d'alumine
Substrat céramique de nitrure de silicium
Substrat recouvert de cuivre en céramique
Substrat céramique DPC
Avantages du PCB en céramique
Contrairement au FR-4 traditionnel, les matériaux céramiques ont de bonnes performances haute fréquence et performances électriques, avoir une conductivité thermique élevée, stabilité chimique, excellente stabilité thermique, et d'autres propriétés que les substrats organiques n'ont pas. Il s'agit d'un nouveau matériau d'emballage idéal pour la génération de circuits intégrés et de modules électroniques de puissance à grande échelle..
Principaux avantages:
→ Conductivité thermique plus élevée.
→ Coefficient de dilatation thermique plus adapté.
→ Circuit imprimé en céramique d'alumine à film métallique plus fort et à faible résistance.
→La soudabilité du substrat est bonne, et la température d'utilisation est élevée.
→Bonne isolation.
→ Faible perte haute fréquence.
→Assemblage haute densité possible.
→Il ne contient pas d'ingrédients biologiques, est résistant aux rayons cosmiques, a une grande fiabilité dans l'aérospatiale,et a une longue durée de vie.
→La couche de cuivre ne contient pas de couche d'oxyde et peut être utilisée longtemps en atmosphère réductrice.
Le matériau principal du substrat en céramique
Alumine (Al2o3)
L'alumine est le matériau de substrat le plus couramment utilisé dans les substrats céramiques., car comparé à la plupart des autres céramiques d'oxyde, il présente une résistance élevée et une stabilité chimique en termes de résistance mécanique, science thermique et propriétés électriques. technologie. Fabrication et différentes formes. Le pourcentage d'alumine (Al2o3) peut être divisé en: 75 porcelaine, 96 porcelaine, et 99.5 porcelaine. Le contenu de l'alumine est différent, et ses propriétés électriques ne sont pratiquement pas affectées, mais leurs propriétés mécaniques et leur guidage thermique sont très différents. Il existe de nombreux verres avec des substrats de faible pureté, et la rugosité de la surface est grande. Plus la pureté du substrat est élevée, plus c'est doux, le dense, et plus la perte diélectrique est faible, mais plus le prix est élevé.
Oxydation (beo)
Il a une conductivité thermique plus élevée que l'aluminium métallique, qui nécessite des applications de guidage thermique élevées. Une fois que la température dépasse 300 °C, la température baisse rapidement, mais sa toxicité limite son propre développement.
Nitrure d'aluminium (aln)
Les céramiques de nitrure d'aluminium sont des céramiques avec de la poudre de nitrure d'aluminium comme phase cristalline principale. Comparé aux substrats en céramique d'alumine, il a une résistance d'isolation plus élevée, résistance d'isolation plus élevée et constante diélectrique inférieure. Sa conductivité thermique est 7-10 fois celui de AL2O3, et son coefficient de dilatation thermique (CTE) est similaire à la plaquette de silicium, ce qui est essentiel pour les puces semi-conductrices de haute puissance. Dans le processus de production, Le taux de guidage thermique de l’ALN est grandement affecté par la teneur en impuretés résiduelles d’oxygène, et la réduction de la teneur en oxygène peut augmenter considérablement le guidage thermique. À l'heure actuelle, le coefficient de chauffage du niveau de production du processus dépasse 170 W/(m·k) ce n'est plus un problème.
Cartes de circuits imprimés en céramique
Panneau chauffant PCB en céramique
PCB en céramique
Panneau chauffant en céramique
PCB en céramique LED
PCB en céramique
Quatre processus de matériau PCB en céramique
Les méthodes traditionnelles de fabrication de substrats en céramique peuvent être divisées en quatre types: HTCC, LTCC, DBC, et DPC.
Le HTCC (co-cuit à haute température) la méthode de préparation nécessite une température supérieure à 1300°C, mais du fait du choix de l'électrode, le coût de préparation est assez cher.
Le CCLD (co-cuisson à basse température) nécessite un processus de calcination d'environ 850°C, mais la précision du circuit est mauvaise, et la conductivité thermique est faible.
Le DBC nécessite la formation d'un alliage entre la feuille de cuivre et la céramique, et la température de calcination doit être strictement contrôlée dans la plage de température de 1 065 à 1 085 °C.. Parce que le DBC nécessite l'épaisseur de la feuille de cuivre, en général, cela ne peut pas être inférieur à 150-300 microns. Donc, le rapport largeur/profondeur du fil de ces cartes de circuits imprimés en céramique est limité.
Les méthodes de préparation du DPC incluent le revêtement sous vide, revêtement humide, exposition et développement, gravure, et autres liens de processus, donc le prix de ses produits est relativement élevé. En outre, en termes de traitement de forme, DPC 1800 les plaques de panneaux de fibres de céramique doivent être découpées au laser. Les perceuses, fraiseuses et poinçonneuses traditionnelles ne peuvent pas les traiter avec précision, de sorte que la force de liaison et la largeur de la ligne sont plus précises.
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Fabricants et fournisseurs de PCB bien connus en Chine03/30/2026 - 06:30
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