Керамические печатная плата, также известные как керамические подложки или керамические ламинаты, отличаются от традиционных печатных плат, изготовленных из органических материалов, таких как стекловолокно и эпоксидная смола. Они производятся с помощью специального процесса, при котором медная фольга напрямую приклеивается к поверхности подложки из оксида алюминия (Al₂O₃), нитрида алюминия (AlN) или других керамических материалов.
В отличие от традиционных материалов FR4 (стекловолокно), керамические подложки обладают превосходными высокочастотными и электрическими свойствами. Они обладают не только высокой теплопроводностью, но и исключительной химической и термической стабильностью — характеристиками, которым не могут сравниться традиционные органические подложки. В результате керамические материалы стали идеальным выбором для упаковки крупномасштабных интегральных схем и силовых электронных модулей нового поколения.
Основные преимущества керамическая печатная плата
1.Превосходная теплопроводность.
2.Более подходящий коэффициент теплового расширения.
3.Более прочные слои металлической пленки с меньшим сопротивлением на керамическая печатная плата из оксида алюминия.
4.Отличная паяемость подложки и высокая термостойкость.
5.Превосходная электрическая изоляция.
6.Минимальные высокочастотные потери.
7.Возможность сборки с высокой плотностью.
8.Отсутствие органических компонентов, устойчивость к космическому излучению, высокая надежность и длительный срок службы в аэрокосмических приложениях.
9.Медные слои без оксидных слоев, что обеспечивает длительную работу в восстановительной атмосфере
Ключевые технологии в производстве керамическая печатная плата:
1.Сверление: использование механических методов сверления для создания соединительных путей между металлическими слоями.
2.Гальваническое покрытие сквозных отверстий (PTH): после операций сверления для соединения медных дорожек между слоями межслойные цепи остаются непроводящими. Следовательно, для обеспечения непрерывности цепи на стенках отверстий необходимо сформировать проводящий слой. Этот процесс в отрасли обычно называют «процессом PTH». Этот процесс в основном включает в себя три этапа: удаление остатков фоторезиста, химическое покрытие медью и электролитическое покрытие медью.
3.Ламинирование сухой пленкой: используется для создания светочувствительных слоев фоторезиста.
4.Перенос рисунка внутреннего слоя: посредством экспонирования изображение с мастер-пленки переносится на поверхность платы.
5.Экспонирование внешнего слоя схемы: после нанесения светочувствительной пленки печатная плата проходит процесс, аналогичный изготовлению внутреннего слоя, включающий дальнейшее экспонирование и проявление. Основная функция этой светочувствительной пленки заключается в выделении областей, требующих гальванического покрытия, и областей, не требующих его, причем покрытые области являются зонами без покрытия.
6.Магнетронное распыление: Используя передачу энергии и импульса между положительными ионами, генерируемыми во время газового тлеющего разряда, и атомами на поверхности целевого материала, этот процесс переносит материал из источника на подложку, обеспечивая осаждение тонкой пленки.
7.Травление — формирование внешней схемы: Техника, использующая химические реакции или физическое воздействие для удаления материала. Травление выборочно удаляет материал в соответствии с определенными шаблонами. После покрытия схемы печатная плата поступает на оборудование для удаления покрытия, травления и удаления оловянной линии. Основная цель — полностью удалить защитное покрытие, обнажив медь, предназначенную для травления, для воздействия травителя. Поскольку области схемы защищены оловом, для травления меди используется щелочной травитель. Оловянная защита сохраняет схемы, в конечном итоге обнажая полную схему на поверхности платы.
8.Нанесение паяльной защиты: Керамическая печатная плата в основном служат для монтажа электронных компонентов и облегчения соединений. Следовательно, после формирования схемы зоны сборки компонентов должны быть четко обозначены, а зоны, не предназначенные для сборки, должны быть надлежащим образом защищены с помощью полимерных материалов. Учитывая, что для сборки и соединения компонентов используется припой, этот полимерный материал, используемый для локальной защиты платы, называется «паяльной защитой». В настоящее время большинство светочувствительных паяльных резистов наносится методом нанесения влажных чернил.
Основные области применения керамическая печатная плата:
1.Мощные полупроводниковые модули:
Полупроводниковые охлаждающие устройства и электронные нагревательные элементы: благодаря своим исключительным теплоотводящим свойствам керамическая печатная плата являются идеальным материалом для полупроводниковых охладителей (таких как устройства, основанные на эффекте Пельтье) и электронных нагревателей. Эти устройства требуют эффективных мер по управлению тепловым режимом для обеспечения стабильной работы. Схемы управления питанием и гибридные интегральные схемы питания: в высокомощных приложениях, таких как схемы управления питанием и гибридные интегральные схемы питания, керамическая печатная плата эффективно управляют тепловыми нагрузками благодаря своей высокой теплопроводности, тем самым обеспечивая надежность схем и продлевая срок их службы.
2.Интеллектуальные силовые компоненты:
Высокочастотные импульсные источники питания: керамическая печатная плата являются идеальным материалом для высокочастотных импульсных источников питания благодаря своим низким диэлектрическим потерям и высокой теплопроводности. Эти источники питания требуют строгого управления тепловым режимом и целостности сигнала при работе на высоких частотах, требования, которые точно соответствуют керамическая печатная плата.
Применение в твердотельных реле: для твердотельных реле исключительная теплопроводность керамическая печатная плата способствует быстрому отводу тепла. Это свойство обеспечивает стабильную и надежную работу даже при длительной работе с высокой нагрузкой.
3.Автомобильная электроника, аэрокосмическая и военная электроника:
Автомобильная электроника: В автомобильной электронике керамическая печатная плата используются в блоках управления двигателем, датчиках и других важных электронных компонентах. Их исключительная стойкость к высоким температурам и вибрации делает их исключительно подходящими для суровых условий эксплуатации в автомобилях.
Аэрокосмическая и военная электроника: В аэрокосмической и военной электронике керамическая печатная плата широко используются в критически важных электронных узлах благодаря своей превосходной стойкости к высоким температурам, коррозии и радиации. Это обеспечивает надежную работу этих компонентов в экстремальных условиях окружающей среды.
4.Солнечные панели:
Телекоммуникационные коммутаторы и приемные системы: Благодаря своим превосходным теплопроводности и изоляционным свойствам керамическая печатная плата повышают эффективность и надежность солнечных панелей и телекоммуникационного оборудования. Промышленная электроника, такая как лазеры: В лазерах и других промышленных электронных устройствах высокая термостойкость и теплоотводящие свойства керамическая печатная плата обеспечивают стабильную работу мощных лазеров и другого промышленного оборудования.
5.Мощное светодиодное освещение:
Мощное светодиодное освещение: керамическая печатная плата являются важным материалом в мощном светодиодном освещении. Их превосходная теплопроводность способствует быстрому отводу тепла в светодиодных светильниках, продлевая срок службы и повышая светоотдачу.
