A diferença entre a placa de circuito cerâmico e a placa PCB convencional

Em comparação com as placas de circuito de impressão (PCB) tradicionais, as placas de circuito de cerâmica têm muitas vantagens. Devido à sua alta condutividade térmica e coeficiente de expansão mínimo (CTE), as placas de circuito de cerâmica têm mais funções, funções mais simples e melhor desempenho em comparação com o PCB convencional. Quer entender mais informações sobre PCBs cerâmicos e como eles impactam positivamente no custo total da sua empresa? Neste artigo, cobrimos todo o conhecimento sobre PCB de cerâmica, vários tipos disponíveis e seus próprios casos de uso.

Vantagens e desvantagens do PCB de cerâmica

Vantagens: 1. Excelente condutividade térmica; 2. Resistência à corrosão química; 3. Resistência mecânica compatível; 4. Realize facilmente o rastreamento de alta densidade; 5.Compatibilidade dos componentes do CTA

Desvantagens: 1. o custo é maior do que o PCB padrão; 2. A disponibilidade é reduzida; 3. Tratamento frágil

Tipo de PCB de cerâmica

Temperatura alta

Talvez o tipo de PCB de cerâmica mais popular seja o PCB de alta temperatura. Projetado para placas de circuito de cerâmica de alta temperatura, geralmente são chamados de circuitos de cerâmica de co-queima de alta temperatura (HTCC). Esses circuitos são compostos de adesivos, lubrificantes, solventes, plastificantes e alumina de alumínio para fazer cerâmica bruta.

Use materiais cerâmicos primitivos produzidos, depois cubra o material e rastreie o rastreamento do circuito em metal de tungstênio ou molibdênio. Após a implementação, o circuito de cozimento é de até 48 horas entre 1600 e 1700 graus Celsius. Todo cozimento HTCC é realizado em ambiente gasoso, como hidrogênio.

Temperatura baixa

Ao contrário do HTCC, o PCB cerâmico de co-queima de baixa temperatura é feito misturando o vidro de cristal com o adesivo na placa de metal com a polpa dourada. Então, antes de colocar o circuito em um forno gasoso de cerca de 900 graus Celsius, corte o circuito e pressione a camada. O PCB cerâmico de co-queima de baixa temperatura beneficia menos retirada e melhor capacidade de encolhimento. Em outras palavras, eles têm excelente resistência mecânica e condutividade térmica em comparação com HTCC e outros tipos de PCB de cerâmica. Ao usar produtos de dissipação de calor, como luzes LED, a vantagem de dissipação de calor do LTCC oferece uma vantagem.

Cerâmica de filme espesso

O circuito cerâmico de membrana espessa inclui ouro e polpa eletrônica obtidos em materiais cerâmicos básicos. Depois de implementado, asse a pasta a 1,000 graus Celsius ou temperatura inferior. Devido ao alto custo da pasta condutora de ouro, esse tipo de PCB é muito popular entre os principais fabricantes de placas de circuito impresso.

Em comparação com o PCB tradicional, a principal vantagem dos materiais cerâmicos de filme espesso é que a cerâmica de membrana espessa pode impedir a oxidação do cobre. Portanto, se o fabricante de placas de circuito impresso de cerâmica estiver preocupado com a oxidação, ele pode se beneficiar da seleção de circuitos de cerâmica de membrana espessa. Algumas pessoas costumam nos perguntar: "Quantas camadas de PCB de cerâmica?" No entanto, a resposta depende do tipo de PCB de cerâmica usado. A camada mínima utilizada no PCB cerâmico é de duas camadas, mas de acordo com o desempenho do produto, pode aumentar várias camadas. Um rastreamento de calculadora de largura pode ajudar os fabricantes a entender suas especificações de projeto de PCB.

Caso de uso de PCB de cerâmica

Módulo de memória

Uma das principais aplicações do PCB cerâmico está relacionada ao módulo de armazenamento. Essas PCBs possuem circuitos integrados de memória e geralmente são usadas para produzir SDRAM DDR e outros componentes de computador relacionados à memória. Todas as RAMs usadas em computadores individuais precisam ter um PCB de substrato cerâmico com um módulo de memória integrado.

Módulo de recepção e transmissão

PCB de cerâmica torna possível a produção de tecnologia de radar. A WestingHouse é a primeira empresa a criar módulos de lançamento e recebimento com PCB de cerâmica multicamada porque possuem CTEs compatíveis e de alta temperatura. Ao contrário do PCB convencional, os circuitos cerâmicos são o único circuito que pode ser usado para criar módulos de transmissão.

Placa de interconexão de várias camadas

Um dos principais pontos de venda do PCB cerâmico é que sua capacidade é maior do que as placas de circuito convencionais. Em outras palavras, em comparação com o PCB tradicional, o PCB cerâmico usa a mesma área de superfície para acomodar mais componentes. Portanto, tem mais aplicações potenciais usando PCB de cerâmica multicamadas.

Simulação/PCB Digital

Várias empresas de computação usam placas de circuitos cerâmicos de baixa temperatura (LTCC) para criar simulação avançada e placas digitais com excelentes funções de rastreamento de circuito. As empresas de computadores pessoais usaram o LTCC para criar muitos circuitos leves, reduzindo assim o peso total do produto e minimizando os danos.

Painéis solares

Tanto o HTCC quanto o LTCC são usados ​​para fabricar painéis solares e outros painéis elétricos fotovoltaicos (PV). O painel fotovoltaico usa tecnologia de placa de cerâmica multicamada para garantir vida útil e condutividade térmica suficiente.

Transmissor elétrico

Os módulos de transmissão e carregamento de energia sem fio estão se tornando cada vez mais comuns, tornando-se equipamentos eletrônicos de consumo. Esses dispositivos são construídos com tecnologia PCB de cerâmica devido ao seu desempenho térmico exclusivo e substratos cerâmicos de dissipação de calor.

A placa de circuito cerâmico é usada para gerar campos eletromagnéticos, e a energia é transmitida entre o receptor e o transmissor através do campo eletromagnético. A bobina indutiva ajuda a transmitir eletricidade do campo eletromagnético original e convertê-la em corrente para o circuito receptor. Geralmente, o circuito receptor é feito de material PCB de base cerâmica.

Resfriador de semicondutor

Cada vez mais dispositivos eletrônicos estão se tornando pequenos. Por trás da miniaturização dos eletrônicos de consumo estão os chips semicondutores, e os chips semicondutores estão se tornando cada vez menores a cada ano. Os chips semicondutores usam tecnologia de microfabricação para obter maior integração de alta velocidade, mantendo a melhor capacidade de rastreamento. O PCB tradicional não pode atender às funções de circuito exigidas pelos chips semicondutores modernos. No entanto, o surgimento de circuitos semicondutores baseados em cerâmica levou a uma excelente integração e desempenho entre os componentes do microcircuito. Portanto, os substratos de PCB cerâmicos são geralmente considerados o futuro da tecnologia de semicondutores.

LED de alta potência

O substrato cerâmico fornece a melhor base para luzes LED de alta potência. Ao contrário do PCB tradicional, o circuito de cerâmica usa tecnologia de filme espesso para maximizar a eficiência térmica. Como resultado, o calor gerado pelas luzes LED (cerca de 70% das calorias dos LEDs) não afeta a eficiência de funcionamento do circuito. Em outras palavras, apenas o circuito cerâmico pode fornecer o nível de eficiência térmica necessário para o brilho do LED. Quando o LED é construído em circuitos de cerâmica, nenhum material de interface de calor (também conhecido como radiador). Portanto, se o fabricante usar circuitos cerâmicos, os materiais necessários para produzir e manter as lâmpadas LED serão menores.

Tipo PCB de cerâmica

Alumina

Também conhecido como AL2O3 e PCB de base metálica. A alumina é um tipo de PCB. Ele usa uma condutividade térmica diesel e material de isolamento elétrico entre metais de alumínio e camadas de cobre. É o PCB preferido envolvendo dissipação de calor e manutenção e controle geral da temperatura. A estrutura de alumínio é geralmente composta por três camadas. Uma camada de circuito de cobre de cerca de 1 a 10 onças. Grosso, a camada de isolamento feita de condutividade térmica e material de isolamento elétrico, e a camada de base feita de base de cobre ou alumínio. Existem vários tipos de PCB de alumínio. Existem tipos flexíveis, tipos mistos, multicamadas e tipos de poros.

ain

Ain, também conhecido como nitreto de alumínio, é um novo material e foi desenvolvido como um produto comercial. Nas últimas duas décadas, tem as características de replicação e controle. Ain é uma escolha eficaz porque tem bom desempenho dielétrico, baixo coeficiente de expansão térmica, alta condutividade térmica e não reatividade a produtos químicos artesanais semicondutores comuns. O PCB de nitreto de alumínio é geralmente usado para radiadores, embalagens de equipamentos de micro-ondas, componentes de processamento de metal fundido, substratos de embalagens eletrônicas e dispositivos fixos e isoladores de sala de processamento de semicondutores.