Hefðbundnar FR-4 trefjaglerplötur hafa tilhneigingu til að mynda „boga“ lögun eftir endurflæðislóðun. Þetta er óumflýjanleg afleiðing af ójafnvægi milli hitauppstreymis og eðliseiginleika efnisins. Hefðbundin PCB þjást af galla í lóða íhluta og bilun í búnaði vegna vinda. Tegund PCB sem notar keramik sem undirlag, með næstum-fullkomnum líkamlegum stöðugleika, er að verða aðalvalkostur fyrir-aflmikil eða áreiðanleg rafeindatæki.
Af hverju vindast ekki keramik undirlag?
Grunnorsök PCB vinda liggur í misræmi milli varmaþenslustuðla efnanna og losunar innri streitu. Venjulegt FR-4 hvarfefni er myndað með því að binda trefjaglerklút og epoxýplastefni. Resínið mýkist við upphitun og minnkar við kælingu. Ósamhverf koparþynna á báðum hliðum eykur aflögunina enn frekar.
Keramik undirlag hefur allt aðra eiginleika. Þeir nota há-hitaða hertu græna keramikplötur sem grunn, sem sýna mjög mikinn teygjustuðul og afar lágan varmaþenslustuðul. Við framleiðslu er koparþynna fest við keramikyfirborðið með háum-hitapressun eða beinni koparhúðun tækni, sem nær millisameindabindingu frekar en einfaldri límtengingu. Þetta gerir samsettri uppbyggingu kleift að viðhalda víddarstöðugleika jafnvel við miklar hitastig.
Súrál keramik: Konungur kostnaðar-hagkvæmni
Súrál er sem stendur mest notaða keramik undirlagsefnið, sem inniheldur á milli 75% og 99,5% súrál. Hár hreinleiki upp á 99,5% leiðir til slétts og þétts yfirborðs með afar lágu rafmagnstapi, sem gerir það hentugt fyrir hátíðnirásir.
Varmaleiðni súráls er um það bil 24 til 28 W/(m·K), verulega hærri en FR-4 er 0,3 W/(m·K). Hins vegar fellur það enn í öfgamikið aflforrit. Það státar af miklu hráefni, miklum vélrænni styrk og framúrskarandi efnafræðilegum stöðugleika, sem gerir það að frábæru dæmi um vöru sem jafnvægir frammistöðu og kostnað og hefur þannig yfirburðastöðu á sviði örrafeinda og afleiningar.
Mikil varmaleiðni álinítríðs passar vel- við kísilskífur. Tilkoma álnítríð keramik hefur leyst vandamálið með ófullnægjandi hitaleiðni í súráli, náð hitaleiðni sem er yfir 170 W/(m·K), sjö sinnum meiri en súráls og jafnvel betri en í málmi áli.
Meira um vert, varmaþenslustuðull álnítríðs er afar nálægt því sem er í hálfleiðurum kísilskífum. Þegar hár-flísar eru settar beint á undirlagið, kemur svipaður stækkunarstuðull í veg fyrir klippiálag af völdum hitauppstreymis og kemur þannig í veg fyrir sprungur spóna eða þreytu í lóðasamskeytum. Framleiðsluferli þess hefur mjög miklar kröfur um súrefnisinnihaldsstýringu; því minni sem súrefnisóhreinindi eru, því sterkari er hitaleiðni.
Hár hitaleiðni og takmarkanir á eiturhrifum berýlíumoxíðs
Beryllíumoxíð keramik sýnir einstaka varmaleiðni, jafnvel betri en álnítríð, nær yfir 250 W/(m·K) við stofuhita. Það var einu sinni ákjósanlegasta efnið á sviðum með mjög strangar kröfur um hitaleiðni.
Hins vegar er berylliumoxíðduft eitrað. Ef ryki sem myndast við framleiðslu og vinnslu er andað að sér getur það valdið alvarlegum lungnasjúkdómum. Á sama hátt, ef rykið sem myndast við förgun er andað inn getur það einnig valdið alvarlegum lungnasjúkdómum. Þessi banvæni galli takmarkar þróun þess verulega. Eins og er, er það aðeins notað á örfáum sérhæfðum hernaðarsviðum með alhliða verndarráðstöfunum, og einnig á mjög fáum sérhæfðum geimsviðum með alhliða verndarráðstöfunum. Almenna markaðnum hefur að mestu verið skipt út fyrir álnítríð.
Helstu kostir keramik PCB
Augljósasti kosturinn við undirlag úr keramik er sterkur-straumflutningsgeta þeirra. Tilraunagögn sýna að þegar 100A straumur rennur stöðugt í gegnum 1 mm þykkt 0,3 mm kopar undirlag er hitastigið aðeins um 17 gráður. Ef koparþykktin er aukin í 2 mm er hægt að stjórna hitahækkuninni í innan við 5 gráður.
Að auki hefur það framúrskarandi einangrunareiginleika sem þolir háspennu. Þessi eign tryggir öryggi búnaðar og starfsfólks. Vegna þess að það krefst ekki lífræns líms er frammistaða þess afar stöðug í umhverfi með háum-hita og háum-raka. Ennfremur er koparþynnuviðloðunin mjög sterk og losnar ekki vegna róttækra hitabreytinga, sem gerir áreiðanleika hennar mun betri en venjuleg PCB.
Framleiðsluvalkostir fyrir keramik PCB
Jafnvel þó að keramik undirlag sýni yfirburða afköst, takmarkar viðkvæmt eðli þeirra notkun þeirra við framleiðslu á stórum -flötum og verð þeirra er mun hærra en FR-4. 100 mm hliðar álnítríð undirlag getur kostað tugfalt meira en FR-4 af sömu stærð.
Þess vegna er það aðallega notað í háum-forritum eins og há-díóðum, kveikjukerfum í bifreiðum, hátíðnirofi aflgjafa, geimferðum og rafeindatækni í hernum. Að velja keramik undirlag þýðir að velja fullkominn stöðugleika og áreiðanleika. Í raunverulegri rannsókn og þróun eða lítilli-lotuframleiðslu er mjög mikilvægt að velja fagmannlegan og áreiðanlegan framleiðanda. JEP PCB hefur tekið mikinn þátt í greininni í mörg ár og hefur faglega vinnslugetu fyrir keramik undirlag. Allt frá frumgerð til fjöldaframleiðslu, það getur veitt skjót viðbrögð og stöðugan stuðning við ferla, sem tryggir að hægt sé að ná nákvæmri-afkastamikilli hönnun þinni.
Svo, í vöruhönnun þinni, munt þú forgangsraða kostnaðareftirliti, eða munt þú velja keramik undirlag vegna 5 gráðu hitahækkunar og óviðjafnanlegs áreiðanleika og stöðugleika? Ekki hika við að deila skoðunum þínum í athugasemdahlutanum, líkaðu við og deildu þessari grein svo fleiri verkfræðingar geti séð þetta í-dýpt vísindum vinsælda.