La differenza tra circuito stampato in ceramica e scheda PCB convenzionale

Rispetto ai tradizionali circuiti stampati (PCB), i circuiti in ceramica presentano molti vantaggi. A causa della sua elevata conduttività termica e del coefficiente di espansione minimo (CTE), i circuiti stampati in ceramica hanno più funzioni, funzioni più semplici e prestazioni migliori rispetto ai PCB convenzionali. Vuoi comprendere maggiori informazioni sui PCB in ceramica e su come hanno un impatto positivo sul costo complessivo della tua azienda? In questo articolo, trattiamo tutte le conoscenze sui PCB in ceramica, i vari tipi disponibili e i loro casi d'uso.

Vantaggi e svantaggi del PCB ceramico

Vantaggi: 1. Eccellente conducibilità termica; 2. Resistenza alla corrosione chimica; 3. Resistenza meccanica compatibile; 4. Realizza facilmente il tracciamento ad alta densità; Compatibilità dei componenti 5.CTA

Svantaggi: 1. il costo è superiore al PCB standard; 2. La disponibilità è ridotta; 3. Trattamento fragile

Tipo di PCB in ceramica

Alta temperatura

Forse il tipo di PCB in ceramica più popolare è il PCB ad alta temperatura. Progettati per circuiti stampati in ceramica ad alta temperatura sono generalmente chiamati circuiti in ceramica co-combustione ad alta temperatura (HTCC). Questi circuiti sono composti da adesivi, lubrificanti, solventi, plastificanti e allumina di alluminio per realizzare la ceramica grezza.

Utilizzare materiali ceramici primitivi prodotti, quindi rivestire il materiale e tracciare il tracciamento del circuito su tungsteno o molibdeno metallico. Dopo l'implementazione, il circuito di cottura dura fino a 48 ore tra 1600 e 1700 gradi Celsius. Tutta la cottura HTCC viene eseguita in un ambiente gassoso, come l'idrogeno.

Bassa temperatura

A differenza dell'HTCC, il PCB ceramico a co-combustione a bassa temperatura è realizzato mescolando il vetro cristallo con l'adesivo sulla piastra metallica con la polpa dorata. Quindi, prima di mettere il circuito in un forno gassoso a circa 900 gradi Celsius, tagliare il circuito e pressare lo strato. Il PCB ceramico co-combustione a bassa temperatura beneficia di un minore ritiro e di una migliore restringibilità. In altre parole, hanno un'eccellente resistenza meccanica e conducibilità termica rispetto all'HTCC e ad altri tipi di PCB in ceramica. Quando si utilizzano prodotti per la dissipazione del calore come le luci a LED, il vantaggio della dissipazione del calore di LTCC offre un vantaggio.

Ceramica a film spesso

Il circuito ceramico a membrana spessa comprende oro e polpa elettronica ottenuti su materiali di base ceramici. Una volta implementato, cuoci la pasta a 1,000 gradi Celsius o a una temperatura inferiore. A causa dell'elevato costo dell'impasto liquido conduttore d'oro, questo tipo di PCB è molto popolare tra i principali produttori di circuiti stampati.

Rispetto al PCB tradizionale, il vantaggio principale dei materiali ceramici a film spesso è che la ceramica a membrana spessa può prevenire l'ossidazione del rame. Pertanto, se il produttore di PCB in ceramica è preoccupato per l'ossidazione, può trarre vantaggio dalla selezione di circuiti ceramici a membrana spessa. Alcune persone spesso ci chiedono: "Quanti strati di PCB in ceramica?" Tuttavia, la risposta dipende dal tipo di PCB ceramico utilizzato. Lo strato minimo utilizzato nel PCB ceramico è di due strati, ma in base alle prestazioni del prodotto può aumentare di più strati. Un tracciamento del calcolatore di larghezza può aiutare i produttori a comprendere le specifiche di progettazione dei PCB.

Caso di utilizzo PCB in ceramica

Modulo di memoria

Una delle applicazioni chiave del PCB in ceramica è legata al modulo di archiviazione. Questi PCB hanno circuiti integrati di memoria e vengono solitamente utilizzati per produrre DDR SDRAM e altri componenti per computer relativi alla memoria. Tutte le RAM utilizzate nei singoli computer devono avere un PCB con substrato ceramico con un modulo di memoria integrato.

Modulo di ricezione e trasmissione

Il PCB in ceramica rende possibile la produzione della tecnologia radar. WestingHouse è la prima azienda a creare moduli di lancio e ricezione con PCB in ceramica multistrato perché hanno CTE termici elevati e compatibili. A differenza del PCB convenzionale, i circuiti ceramici sono l'unico circuito che può essere utilizzato per creare moduli di trasmissione.

Scheda di interconnessione multistrato

Uno dei principali punti di forza dei PCB in ceramica è che la loro capacità è maggiore rispetto ai circuiti stampati convenzionali. In altre parole, rispetto al PCB tradizionale, il PCB in ceramica utilizza la stessa superficie per ospitare più componenti. Pertanto, ha più potenziali applicazioni utilizzando PCB in ceramica multistrato.

Simulazione/PCB digitale

Varie aziende informatiche utilizzano schede di circuiti ceramici a bassa temperatura (LTCC) per creare simulazioni avanzate e schede digitali con eccellenti funzioni di tracciamento dei circuiti. Le aziende di personal computer hanno utilizzato LTCC per creare molti circuiti leggeri, riducendo così il peso totale del prodotto e riducendo al minimo le contusioni.

Pannelli solari

Sia HTCC che LTCC sono utilizzati per realizzare pannelli solari e altri pannelli elettrici fotovoltaici (PV). Il pannello fotovoltaico utilizza la tecnologia a piastre ceramiche multistrato per garantire durata e sufficiente conduttività termica.

Trasmettitore elettrico

I moduli di trasmissione e ricarica di potenza wireless stanno diventando sempre più comuni, diventando apparecchiature di elettronica di consumo. Questi dispositivi sono costruiti con tecnologia PCB in ceramica grazie alle loro prestazioni termiche uniche e ai substrati ceramici di dissipazione del calore.

Il circuito ceramico viene utilizzato per generare campi elettromagnetici e l'energia viene trasmessa tra il ricevitore e il trasmettitore attraverso il campo elettromagnetico. La bobina induttiva aiuta a trasmettere l'elettricità dal campo elettromagnetico originale e a convertirla in una corrente per il circuito del ricevitore. Generalmente, il circuito del ricevitore è realizzato in materiale PCB a base ceramica.

Dispositivo di raffreddamento a semiconduttore

Sempre più dispositivi elettronici stanno diventando piccoli. Dietro la miniaturizzazione dell'elettronica di consumo ci sono i chip semiconduttori e i chip semiconduttori stanno diventando sempre più piccoli ogni anno. I chip semiconduttori utilizzano la tecnologia di microproduzione per ottenere un'integrazione ad alta velocità più elevata pur mantenendo la migliore capacità di tracciamento. Il PCB tradizionale non può soddisfare le funzioni circuitali richieste dai moderni chip semiconduttori. Tuttavia, l'emergere di circuiti semiconduttori a base ceramica ha portato a un'integrazione e prestazioni eccellenti tra i componenti dei microcircuiti. Pertanto, i substrati PCB in ceramica sono generalmente considerati il ​​futuro della tecnologia dei semiconduttori.

LED ad alta potenza

Il substrato ceramico fornisce la migliore base per luci LED ad alta potenza. A differenza del PCB tradizionale, il circuito ceramico utilizza la tecnologia a film spesso per massimizzare l'efficienza termica. Di conseguenza, il calore generato dalle luci a LED (circa il 70 percento delle calorie dei LED) non influisce sull'efficienza operativa del circuito. In altre parole, solo il circuito ceramico può fornire il livello di efficienza termica richiesto per il bagliore del LED. Quando il LED è costruito su circuiti ceramici, nessun materiale di interfaccia termica (noto anche come radiatore). Pertanto, se il produttore utilizza circuiti ceramici, i materiali necessari per produrre e mantenere le luci a LED saranno inferiori.

Tipo PCB in ceramica

Allumina

Conosciuto anche come AL2O3 e PCB a base metallica. L'allumina è un tipo di PCB. Utilizza una conducibilità termica diesel e un materiale di isolamento elettrico tra i metalli di alluminio e gli strati di rame. È il PCB preferito che coinvolge la dissipazione del calore e il mantenimento e il controllo della temperatura complessiva. La struttura in alluminio è solitamente composta da tre strati. Uno strato di circuito di rame di circa 1-10 once. Spesso, lo strato isolante in materiale conduttivo termico e isolante elettrico e lo strato di base in base di rame o alluminio. Esistono diversi tipi di PCB in alluminio. Ci sono tipi flessibili, tipi misti, multistrato e tipi di pori.

Ain

Ain, noto anche come nitruro di alluminio, è un nuovo materiale ed è stato sviluppato come prodotto aziendale. Negli ultimi due decenni, ha le caratteristiche della replica e del controllo. Ain è una scelta efficace perché ha buone prestazioni dielettriche, basso coefficiente di espansione termica, elevata conduttività termica e non reattività ai normali prodotti chimici per semiconduttori. Il PCB in nitruro di alluminio viene solitamente utilizzato per radiatori, imballaggi per apparecchiature a microonde, componenti per la lavorazione di metalli in fusione, substrati per imballaggi elettronici e dispositivi fissi e isolanti per sale di lavorazione dei semiconduttori.