W ciągle zmieniającym się środowisku produkcji elektroniki, innowacyjność wciąż przesuwa granice tego, co jest możliwe. Innowacyjnym postępem, który nabrał rozpędu w ostatnich latach, jest pojawienie się ceramicznych PCB. Jest to stosunkowo nowy typ PCB, który zyskał powszechną akceptację w przemyśle elektronicznym jako skuteczna alternatywa. Z niezrównaną przewodnością cieplną, siła mechaniczna, i właściwości izolacji elektrycznej, ceramiczne PCB na nowo definiują możliwości wysokowydajnych i niezawodnych systemów elektronicznych. W tym obszernym artykule, zagłębimy się w świat ceramicznych PCB, badając ich charakterystyczne cechy, różne rodzaje, Aplikacje, i tak dalej.
Co to jest ceramiczna płytka PCB?
Ceramiczna płytka drukowana, nazywana również ceramiczną płytką drukowaną, odbiega od konwencjonalnego zastosowania włókna szklanego lub żywicy epoksydowej poprzez zastosowanie materiału ceramicznego jako podstawy lub podłoża. Ta specjalistyczna płytka drukowana posiada cienką warstwę izolacyjną wykonaną z materiału ceramicznego, zintegrowane z metalowymi elementami w celu ustanowienia obwodów. Ceramiczny materiał bazowy stosowany w ceramicznych płytkach drukowanych, takich jak tlenek glinu, azotek glinu, lub tlenek berylu, wykazuje niezwykłe zdolności przewodzenia ciepła.
Dzięki wyjątkowym właściwościom termicznym i zwiększonej wydajności, ceramiczna płytka drukowana staje się atrakcyjną alternatywą dla tradycyjnych płytek drukowanych, które można znaleźć w różnych zastosowaniach, takich jak moduły pamięci, układy paneli słonecznych, diody LED, urządzenia telekomunikacyjne, wielowarstwowe płytki połączeniowe, itp.
Rodzaje płytek ceramicznych PCB
Według Proces produkcji PCB, ceramiczne PCB są podzielone na różne typy, włącznie z:
Płytka ceramiczna odporna na wysokie temperatury
Wysokotemperaturowe ceramiczne płytki PCB są szeroko poszukiwanym rodzajem ceramicznych płytek drukowanych ze względu na ich zdolność do wytrzymywania i działania w środowiskach o wysokiej temperaturze. Te wyspecjalizowane PCB są powszechnie znane jako wysokotemperaturowe ceramika współspalana (HTCC) obwody. Płytki PCB HTCC składają się z surowej ceramiki zmieszanej z rozpuszczalnikami, kleje, plastyfikatory, smary, i tlenek glinu.
Technologia HTCC umożliwia tym ceramicznym płytkom PCB zachowanie integralności strukturalnej i wydajności elektrycznej w ekstremalnych warunkach cieplnych. Są szeroko stosowane w aplikacjach, w których przeważają wysokie temperatury, jak w lotnictwie, automobilowy, i przemysłu energoelektronicznego. Proces produkcyjny HTCC zapewnia niezawodność i trwałość wymaganą do wytrzymania trudnych warunków termicznych, sprawiając, że wysokotemperaturowe ceramiczne płytki PCB są idealnym wyborem do wymagających zastosowań.
Płytka ceramiczna niskotemperaturowa
Ceramika współspalana w niskich temperaturach (LTCC) Płytki PCB oferują wyjątkowe zalety w porównaniu z innymi rodzajami płytek ceramicznych. W przeciwieństwie do ceramiki współspalanej w wysokiej temperaturze (HTCC), Płytki PCB LTCC są wytwarzane przez połączenie szkła kryształowego z klejącym podłożem na blasze za pomocą złotej pasty. Powstała płytka drukowana jest następnie cięta, płytkowy, i umieszczono w gazowym piecu w temperaturze ok 900 stopnie Celsjusza.
Jedną z godnych uwagi zalet płytek PCB LTCC jest ich zmniejszone wypaczanie i lepsza tolerancja na kurczenie się w porównaniu z HTCC i innymi typami płytek ceramicznych. Przekłada się to na zwiększoną wytrzymałość mechaniczną i przewodność cieplną. W związku z tym, Płytki PCB LTCC są szczególnie korzystne w zastosowaniach związanych z produktami rozpraszającymi ciepło, ponieważ oferują one doskonałe korzyści termiczne.
Płytka ceramiczna z grubej folii
Grubowarstwowe ceramiczne płytki PCB charakteryzują się warstwą przewodzącą, które mogą mieć grubość przekraczającą 10 mikronów, ale nie więcej 13 mikronów. Zazwyczaj, na ceramicznej płytce drukowanej, powierzchnia jest ozdobiona warstwą przewodzącą, która jest skrupulatnie nadrukowana przy użyciu metali szlachetnych, takich jak srebro lub złoto, pallad. Wiąże się to z nałożeniem pasty złota i dielektryka na ceramiczny materiał bazowy, a następnie proces pieczenia w temperaturze poniżej 1000 stopnie Celsjusza. Wykorzystanie grubowarstwowych ceramicznych płytek PCB jest szeroko rozpowszechnione wśród producentów PCB ze względu na stosunkowo niższy koszt złotej pasty przewodzącej.
Jedną z głównych zalet grubowarstwowych ceramicznych PCB w porównaniu z tradycyjnymi PCB jest ich zdolność do ochrony miedzi przed utlenianiem. Ta cecha umożliwia producentom ceramicznych płytek drukowanych stosowanie wymiennych przewodów, półprzewodniki, kondensatory, i rezystory na płytce ceramicznej.
Zalety i wady ceramicznej płytki drukowanej
Zalety ceramicznej płytki drukowanej
- Doskonała przewodność cieplna
Ceramiczne PCB wykazują wyjątkową przewodność cieplną, co pozwala im skutecznie rozpraszać ciepło wytwarzane przez elementy elektroniczne. Ta zaleta ma kluczowe znaczenie w zastosowaniach, w których zarządzanie temperaturą ma kluczowe znaczenie, ponieważ pomaga zapobiegać przegrzaniu i zapewnia optymalną wydajność i niezawodność.
- Niski współczynnik rozszerzalności cieplnej (Szopa)
Ze swoimi solidnymi i wyjątkowymi wiązaniami międzyatomowymi, ceramika wykazuje niezwykłą stabilność termiczną, co pozwala mu wytrzymać wysokie temperatury przy zachowaniu integralności strukturalnej. Nawet w obliczu zmiennych warunków temperaturowych, ceramika pozostaje twarda, stabilny, i stabilny.
- Doskonała izolacja termiczna
Ceramiczne płytki PCB zapewniają doskonałą izolację termiczną, skutecznie zapobiegając przepływowi ciepła przez podłoże. Ta właściwość izolacji chroni komponenty na płytce drukowanej, zmniejszając ryzyko uszkodzenia lub obrażeń spowodowanych nadmiernym ciepłem.
- Nieorganiczny
Jedną z godnych uwagi zalet ceramicznych PCB jest ich skład z materiałów nieorganicznych, co przyczynia się do ich długowieczności i przedłużonej użyteczności. W przeciwieństwie do materiałów organicznych, ceramika ma wyższą odporność na niszczenie i może wytrzymać długotrwałe użytkowanie bez uszczerbku dla wydajności.
- Wysoka częstotliwość
Te wyspecjalizowane płytki umożliwiają niezawodną i wydajną obsługę sygnałów o wysokiej częstotliwości, zapewniając doskonałą wydajność i integralność sygnału w wymagających aplikacjach. Jest szeroko stosowany w sektorze medycznym i lotniczym, które w dużym stopniu polegają na transmisji danych o wysokiej częstotliwości i sygnałów elektrycznych.
- Stabilność mechaniczna
Ceramiczne płytki PCB mają wysoką wytrzymałość mechaniczną i sztywność, zapewniając doskonałą stabilność konstrukcji. Mogą wytrzymać obciążenia mechaniczne, wibracje, i surowe warunki środowiskowe lepsze niż inne materiały PCB, zmniejszając ryzyko uszkodzenia lub awarii.
- Elastyczność projektowania
Ceramiczne płytki PCB umożliwiają projektantom osiągnięcie mniejszych rozmiarów, bardziej zwarte konstrukcje ze względu na ich stabilność wymiarową. Ta elastyczność jest szczególnie cenna w zastosowaniach, w których przestrzeń jest ograniczona lub wymagana jest miniaturyzacja.
Wady ceramicznej płytki drukowanej
Ceramiczne płytki drukowane oferują wiele zalet w porównaniu z innymi typami płytek drukowanych, co czyni je atrakcyjnym wyborem dla niektórych zastosowań. jednak, konieczne jest rozważenie i dokładne zbadanie potencjalnych wad związanych z ich stosowaniem:
- Złożoność w produkcji
Ceramiczne płytki PCB wymagają specjalistycznych procesów produkcyjnych, takie jak techniki osadzania grubowarstwowego lub cienkowarstwowego, co może zwiększyć złożoność procesu produkcyjnego. Może to wydłużyć czas realizacji i koszty produkcji, jak również wymagają wykwalifikowanych techników lub specjalistycznych urządzeń.
- Wyższy koszt
Ceramiczne płytki PCB są generalnie droższe w porównaniu z tradycyjnymi materiałami PCB, takimi jak FR4. Koszt przypisuje się przede wszystkim specjalistycznym materiałom ceramicznym i procesom produkcyjnym.
Porównanie ceramiki i FR4
Jeśli chodzi o wybór odpowiedniego materiału płytki do zastosowań elektronicznych, FR4 od dawna jest preferowanym wyborem wielu producentów. jednak, wraz z rozwojem technologii i rosnącym zapotrzebowaniem na wyższą wydajność, Płyty ceramiczne stały się atrakcyjną alternatywą. W tej części, porównujemy te dwa rodzaje materiałów pod kątem różnych aspektów. Sprawdź poniższy wykres, aby uzyskać szczegółowe informacje:
| Parametr/ Używany materiał | Ceramiczny | FR4 |
| Przewodność cieplna (przewodność cieplna takiej powierzchni FR4 zostałaby zwiększona do) | Powszechnie stosowane materiały: 20 do 40 /Materiały specjalne:25 do 200 | 0.25 do 0.35 |
| Rozszerzalność termiczna | Niski | Średni |
| Wydajność częstotliwości | Wysoki | Niski – średni |
| Absorpcja wilgoci | Nieistotny | Stosunkowo wysoki |
| temperatura robocza | Do 500°C (różni się) | Do 130°C (różni się) |
| Wydajność RF | Doskonały | Ograniczony |
| Siła mechaniczna | Wysoki | Umiarkowany |
| Proces produkcji | Bardziej złożony, wyspecjalizowane | Mniej skomplikowane |
| Koszt | Wyższy niż FR4 | Względnie niski |
Wybierz technologię MOKO do produkcji płytek ceramicznych
Jeśli chodzi o produkcję płytek ceramicznych, wybór odpowiedniego producenta PCB ma ogromne znaczenie. Rzetelny i doświadczony producent może zapewnić najwyższą jakość, precyzja, i wydajności ceramicznych płytek PCB. Dzięki wieloletniemu doświadczeniu i dążeniu do doskonałości, Technologia MOKO stała się podstawowym rozwiązaniem do produkcji płytek ceramicznych. Wykorzystujemy najnowocześniejsze urządzenia i procesy produkcyjne oraz stosujemy rygorystyczne środki kontroli jakości, aby zagwarantować produkcję najwyższej jakości ceramicznych płytek PCB. Rozumiemy wyjątkowe wymagania płytek ceramicznych i dostarczamy niestandardowe rozwiązania, które spełniają najwyższe standardy branżowe. Skontaktuj się z nami dzisiaj, aby rozpocząć swój projekt!
