Керамические печатные платы (PCB) - это особый тип печатных плат, которые используют керамические материалы в качестве основы и покрыты металлическим проводящим слоем (обычно медью или алюминием) на поверхности. Они в основном используются для поддержки высокомощных и высокочастотных электронных компонентов. Комбинируя отличную теплопроводность, электрическую изоляцию и высокотемпературную стойкость керамики с хорошей электрической проводимостью металлического слоя, керамические подложки стали основными компонентами в высококачественном электронном оборудовании, таком как электромобили с новым типом энергии, фотовольтаические инверторы, базовые станции 5G и высокомощные полупроводниковые модули.
Типы керамических подложек можно классифицировать с двух основных точек зрения: по материалам и по процессам производства.
Классификация по материалу керамики
Это самый основной метод классификации, поскольку различные материалы определяют ключевые эксплуатационные характеристики подложки.
Подложки из оксида алюминия (Al₂O₃): Это наиболее широко используемый в электронике материал для керамических подложек. Они обеспечивают отличные общие характеристики, высокую механическую прочность, хорошую химическую стабильность, обилие сырья и относительно низкую стоимость. Широко применяются в микроэлектронике, силовой электронике и гибридной микроэлектронике.
Подложки из нитрида алюминия (AlN): Отличаются чрезвычайно высокой теплопроводностью (обычно ≥170 Вт/(м·К)) и коэффициентом теплового расширения, хорошо согласованным с кремниевыми чипами, что делает их идеальным выбором для приложений с высокими требованиями к терморегулированию. Однако они требуют очень высокой чистоты материала и строгого контроля процесса производства.
Подложки из нитрида кремния (Si₃N₄): Хотя они упомянуты без подробного объяснения в исходном материале, они, как правило, известны своей отличной механической прочностью и стойкостью к термическому шоку, что делает их подходящими для приложений с высокими требованиями к надежности.
Подложки из оксида бериллия (BeO): Обладают теплопроводностью, даже превосходящей теплопроводность металлического алюминия, но их применение строго ограничено из-за токсичности материала.
Классификация по процессу производства
Различные процессы производства определяют структуру, характеристики и стоимость подложки, и являются ключевыми факторами для различия типов продукции.
Обжигается при высоких температурах 1300–1600 °C с использованием металлов с высокой температурой плавления, таких как вольфрам и молибден, в качестве проводников. Процесс зрелый, но стоимость относительно высокая, а электрическая проводимость металлических слоев сравнительно низкая.
Обжигается при температуре 850–900 °C, что позволяет использовать металлы с лучшей электрической проводимостью, такие как серебро, золото и медь. Этот процесс позволяет создавать сложные многослойные структуры и подходит для высокочастотных и высокоинтегрированных модулей.
Медная фольга напрямую связывается с керамической подложкой через высокотемпературный эвтектический процесс. Обладает низким тепловым сопротивлением, высокой пропускной способностью тока и высокой надежностью, что делает её одной из самых популярных керамических подложек для высокомощных устройств на сегодняшний день.
Использует технологию тонкопленочного процесса для прямого электролиза меди на поверхности керамической подложки, создавая схематичные рисунки. Обеспечивает высокую точность и тонкие линии, а в последние годы технология развивалась стремительно и стала широко применяемой.
Использует лазерные технологии для формирования тонких металлических цепей на поверхности керамики, что делает её подходящей для высокоточных и миниатюризированных устройств.
Керамическая основа печатной платы имеет следующие основные характеристики
Характеристики:
1. Высокая теплопроводность: Керамические подложки имеют относительно высокую теплопроводность. Например, теплопроводность алюмооксидной керамической подложки составляет 25-35 Вт/(м·К), в то время как теплопроводность керамической подложки из нитрида алюминия может достигать 170-230 Вт/(м·К). Благодаря высокой теплопроводности керамические подложки эффективно рассеивают тепло, что делает их особенно подходящими для мощных электронных устройств.
2. Отличные изоляционные характеристики: Керамические подложки обладают хорошими изоляционными характеристиками и подходят для применений, требующих высокой прочности изоляции. Они имеют низкую диэлектрическую постоянную и хорошие высокочастотные характеристики, что делает их идеальными для высокочастотных цепей.
3. Высокая механическая прочность и стабильность: Керамические подложки обладают высокой прочностью и твердостью и могут сохранять стабильность в суровых условиях. Их коэффициент теплового расширения близок к коэффициенту кремния, что упрощает процесс производства силовых модулей. Кроме того, керамические подложки хорошо работают при резких колебаниях температуры и имеют надежные характеристики термоциклирования, при этом количество циклов может достигать 50 000 раз.
4.Отличная химическая стабильность: Керамические подложки обладают превосходной химической стабильностью и могут сохранять отличные характеристики в высокотемпературных окислительных или коррозионных средах, не поддаваясь коррозии.
Структура
Базовая структура керамической подложки обычно состоит из керамического базового материала, металлического слоя и адгезионного слоя. В частности, керамическая подложка относится к специальной технологической плате, где медная фольга непосредственно связана с поверхностью керамической подложки из оксида алюминия (Al₂O₃) или нитрида алюминия (AlN) при высоких температурах. Эта сверхтонкая композитная подложка отличается превосходными электроизоляционными характеристиками, высокой теплопроводностью, отличной мягкой паяемостью и высокой прочностью сцепления. Более того, её можно протравить в различные узоры, такие как на печатной плате, и она обладает значительной токопроводящей способностью.
Подробная структура различных типов керамических подложек:
1.Высокотемпературная совместно обожженная керамика (HTCC): Стоимость производства этого типа подложки относительно высока, а её теплопроводность обычно составляет от 20 до 200 Вт/(м·℃) в зависимости от состава и чистоты керамического порошка.
2. Низкотемпературная совместно обожженная керамика (LTCC): К порошку оксида алюминия добавляются материалы из стекла с низкой температурой плавления, а золото и серебро с хорошей электропроводностью могут использоваться в качестве электродных и проводниковых материалов.
3. Толстоплёночная печатная керамическая подложка (TPC): Изготавливается методом трафаретной печати с простым производственным процессом. Подходит для упаковки электронных устройств с низкими требованиями к точности схемы, таких как автомобильная электронная упаковка.
4 Прямосвязанная медная керамическая подложка (DBC): В условиях высокой температуры медная фольга и керамическая подложка прочно соединяются посредством эвтектического соединения, демонстрируя высокую прочность соединения и отличную теплопроводность. Широко используется для отвода тепла в таких устройствах, как изолированные биполярные диоды и лазеры.
5 Активная пайка металлической керамической подложки (AMB): Обеспечивает соединение между керамической подложкой и медной фольгой с помощью припоя, содержащего редкоземельные элементы. Отличается высокой прочностью соединения и надёжностью и подходит для высокоплотной упаковки.
Применение
В области электроники керамические подложки являются идеальными носителями для электронных компонентов, таких как интегральные схемы, силовые модули и радиочастотные устройства. Благодаря своей высокой прочности, твердости, износостойкости, отличным изоляционным характеристикам и термической стабильности они обеспечивают стабильную работу и эффективную передачу энергии в электронном оборудовании. Области применения керамических подложек включают, помимо прочего, высокомощные силовые полупроводниковые модули, схемы управления питанием, высокочастотные импульсные источники питания, твердотельные реле, автомобильную электронику, аэрокосмические и военные электронные компоненты, сборки солнечных панелей и др.
В области связи керамические подложки могут быть использованы для изготовления таких компонентов, как микроволновые фильтры, антенны, делители мощности, соединители и изоляторы. Эти компоненты играют решающую роль в системах связи, обеспечивая превосходную механическую прочность и теплопроводность.
В области оптики керамические подложки могут быть использованы для изготовления оснований лазеров, обеспечивая хорошую теплопроводность и механическую прочность. Кроме того, их можно использовать для производства различных компонентов в волоконно-оптической связи, таких как мультиплексоры с разделением по длине волны и контроллеры поляризации.
В медицинской сфере керамические подложки широко используются в высокотехнологичных медицинских устройствах, таких как биомедицинские датчики и искусственные органы, благодаря их отличной биосовместимости и химической стабильности. Например, керамические подложки могут использоваться для изготовления искусственных суставов и материалов для реставрации зубов, обеспечивая хорошую биосовместимость и эстетическую привлекательность.
В аэрокосмической отрасли керамические подложки применяются для производства компонентов двигателей, теплозащитных покрытий, облицовки камер сгорания, деталей космических аппаратов и т. д. Благодаря высокой прочности, радиационной стойкости и устойчивости к высоким температурам, они служат надежной опорой в экстремальных условиях, обеспечивая стабильную работу систем в высокоскоростных, высокотемпературных и сильнорадиационных условиях.
Керамическая базовая плата нашей компании включает многослойную керамическую печатную плату и антенну для печатной платы 5G.
Индивидуальное изготовление продукции
Большинство нашей продукции изготавливается на основе оригинальных Gerber-файлов, предоставленных нашими заказчиками.
После получения исходных Gerber-файлов мы преобразуем их в рабочие Gerber-файлы, предназначенные для производства.
В процессе этого преобразования мы корректируем отдельные параметры - такие как диаметр отверстий, ширину проводников и расстояние между ними, - чтобы оптимизировать технологичность и обеспечить стабильность производственного процесса.
Упаковка и гарантия
Вся наша продукция вакуумно упаковывается с осушителем, что обеспечивает оптимальную защиту во время хранения и транспортировки.
Срок хранения вакуумно упакованных печатных плат зависит от метода обработки поверхности и обычно составляет от 3 до 12 месяцев. Подробности приведены ниже:
Срок хранения в зависимости от типа поверхностной обработки
ENIG (никель-золото, осаждённое химическим способом):
Может храниться до 12 месяцев при вакуумной упаковке с использованием осушителя.
Безсвинцовый HASL (горячее лужение при помощи воздушного ножа):
При отсутствии специальных условий хранения срок годности обычно составляет около 3 месяцев.
OSP (органическое покрытие для защиты паяемости):
Имеет срок хранения от 3 до 6 месяцев при вакуумной упаковке с осушителем. Однако при неправильном хранении (например, без осушителя или при недостаточном уровне вакуума) срок хранения может сократиться до 3 месяцев.
Иммерсионное золото (химическое золочение):
Срок хранения может достигать 6–12 месяцев, при условии использования герметичной упаковки и осушителя.
Преимущества компании
1. Мы гарантируем ответ в течение 24 часов на все запросы и обращения клиентов.
2. Наша фабрика предлагает производство образцов за 1 день для двухслойных плат и предоставляет услуги быстрого производства для мелких и средних заказов, обеспечивая короткие сроки поставки и своевременную доставку.
3. Мы поддерживаем несколько способов оплаты, включая EUR, USD, RUB и CNY, через PayPal, T/T и другие удобные методы.
горячая этикетка : керамическая основа печатной платы, Китай керамическая основа печатной платы производители, поставщики
