Nós nos especializamos em três tipos de substratos cerâmicos:
1. PCBs de alumina (AlN)
2. Base de nitreto de alumínio
3. Revestimento de cobre
Uma placa de circuito impresso (PCB) de cerâmica usa materiais como óxido de alumínio ou nitreto de alumínio em vez da tradicional fibra de vidro FR4.
Aqui estão os principais destaques sobre PCBs de cerâmica:
1. Desempenho superior: PCBs de cerâmica oferecem maior resistência ao calor, isolamento elétrico superior e estabilidade dimensional excepcional em comparação com PCBs FR4 padrão, permitindo operação em altas temperaturas.
2. Materiais: As escolhas comuns de cerâmica incluem alumina (Al2O3), nitreto de alumínio (AlN), óxido de berílio (BeO) e cerâmicas co-queimadas de baixa temperatura (LTCC).
3. Processo de fabricação: Produzido por meio de processos como serigrafia, laminação, perfuração a laser e sinterização de alta temperatura para formar circuitos robustos.
4. Capacidades de alta frequência: Ideal para aplicações de RF e micro-ondas devido às excelentes características de alta frequência e tangentes de baixa perda.
5. Suporte de alta tensão: Capaz de lidar com circuitos de alta tensão com expansão térmica mínima.
6. Projetos complexos: PCBs cerâmicos multicamadas podem incorporar vias ou cavidades enterradas para acomodar layouts complexos.
7. Aplicações: Amplamente utilizado em militares, aeroespacial, eletrônica automotiva, infraestrutura de telecomunicações, dispositivos médicos e outros setores onde a confiabilidade em condições extremas é crucial.
8. Excelência em fabricação: Os principais fabricantes de PCB cerâmicos oferecem serviços abrangentes, incluindo fabricação, montagem e testes rigorosos para garantir placas cerâmicas confiáveis e de alta qualidade.
Ceramic Substrate Material | Thermal Conductivity |
|---|---|
Aluminum Nitride | 150 – 180 W/mK |
Aluminum Oxide | 18-36 W/mK |
Beryllium Oxide | 184-300 W/mK |
Boron Nitride | 15 – 600 W/mK |
Silicon Carbide | 70-210 W/mK |
Processo de fabricação de placas de circuito impresso (PCBs) de cerâmica:
Preparação do material: Materiais cerâmicos, normalmente óxido de alumínio ou pó de nitreto de alumínio, são misturados com ligantes e auxiliares de sinterização. A pasta resultante é moldada em folhas de "fita verde".
Formação de via: Furos são perfurados na fita verde para criar vias para interconectar componentes. Essas vias são então preenchidas com uma pasta condutora.
Impressão de camada condutora: Padrões de circuito são formados pela serigrafia de uma pasta condutora contendo materiais como prata, ouro ou cobre na fita verde.
Laminação: Várias camadas de fita verde circuitada, juntamente com camadas dielétricas não circuitadas, são empilhadas e laminadas sob pressão para formar uma placa multicamadas.
Queima de biscoito: A placa laminada passa por aquecimento lento para queimar ligantes e compostos orgânicos, deixando para trás partículas de cerâmica e metal.
Sinterização: A placa queimada em biscoito é sinterizada em altas temperaturas (até 1600 °C) para densificar a estrutura cerâmica e unir firmemente as camadas condutoras.
Usinagem: A perfuração a laser ou mecânica é usada para criar vias ou recortes na placa totalmente sinterizada. Operações de acabamento adicionais também podem ser realizadas.
Metalização: Caminhos condutores na placa cerâmica queimada são galvanizados ou revestidos para reduzir a resistividade.
Testes: Testes elétricos, térmicos, mecânicos e ambientais rigorosos são conduzidos para garantir a confiabilidade da placa.
Montagem: Componentes de montagem em superfície ou com chumbo são soldados na PCB cerâmica acabada. Testes adicionais são realizados após a montagem.
Este processo abrangente permite a fabricação de placas de circuito cerâmico complexas e multicamadas que oferecem alta confiabilidade e características de desempenho superiores.
Substrato cerâmico de alumina
O substrato cerâmico de alumina tem alta resistência mecânica, bom isolamento e resistência à luz. Tem sido amplamente utilizado em substratos cerâmicos de fiação multicamadas, embalagens eletrônicas e substratos de embalagens de alta densidade.
1. Estrutura cristalina, classificação e desempenho do substrato cerâmico de alumina
A alumina tem muitos cristais homogêneos, como α-Al2o3, β-Al2o3, γ-Al2o3, etc. Entre eles, α-Al2o3 tem maior estabilidade. Sua estrutura cristalina é compacta, as propriedades físicas e químicas são estáveis e tem densidade e propriedades mecânicas. A vantagem de maior resistência tem mais aplicações na indústria.
As cerâmicas de alumina são classificadas pela pureza da alumina. A pureza da alumina de “99% é chamada de porcelana de coríndon, e a pureza da alumina de 99%, 95% e 90% é chamada de porcelana 99, porcelana 95 e porcelana 90, conteúdo” 85% das cerâmicas de alumina são geralmente chamadas de cerâmicas de alta alumina. A densidade aparente das cerâmicas de alumina de 99,5% é de 3,95 g/cm3, a resistência à flexão é de 395 MPa, o coeficiente de expansão linear é de 8,1 × 10-6, a condutividade térmica é de 32 W/(m·K) e a resistência do isolamento é de 18 KV/mm.
2. Processo de fabricação do substrato cerâmico de alumina preta
Os substratos cerâmicos de alumina preta são usados principalmente em circuitos integrados semicondutores e produtos eletrônicos. Isso se deve principalmente à alta fotossensibilidade da maioria dos produtos eletrônicos. Os materiais de embalagem precisam ter fortes propriedades de proteção contra luz para garantir a clareza do display digital. É embalado com um substrato cerâmico de alumina preta. Com a atualização contínua de componentes eletrônicos modernos, a demanda por substratos de embalagem de alumina preta também está se expandindo. Atualmente, a pesquisa sobre o processo de fabricação de cerâmica de alumina preta é realizada ativamente no país e no exterior.
A placa de fibra cerâmica de alumina preta usada na embalagem de produtos eletrônicos é baseada nas necessidades de seus campos de aplicação. A seleção de materiais de coloração preta precisa combinar as propriedades das matérias-primas cerâmicas. Por exemplo, é necessário considerar que as matérias-primas cerâmicas precisam ter melhor isolamento elétrico. Portanto, além da coloração final e da resistência mecânica do substrato cerâmico, o material de coloração preta também deve considerar o isolamento elétrico, o isolamento térmico e as propriedades eletrônicas. Outras funções dos materiais de embalagem. No processo de coloração cerâmica, o ambiente de baixa temperatura pode afetar a volatilidade do material de coloração e mantê-lo aquecido por um determinado período. Durante esse processo, o material de coloração livre pode se agregar em compostos de espinélio, impedindo que o material de coloração continue em ambientes de alta temperatura. Volátil para garantir o efeito de coloração.
3. O Processo de Fabricação de Substrato Cerâmico de Alumina Preta pelo Método de Fundição
O método de fundição se refere ao processo de fabricação de adição de solventes, dispersantes, ligantes, plastificantes e outras substâncias ao pó cerâmico para fazer a pasta uniformemente distribuída. Depois, fazer as folhas cerâmicas de diferentes especificações na máquina de fundição. É chamado de método de formação de raspador. Este processo apareceu pela primeira vez no final da década de 1940 e foi usado para produzir capacitores de chip cerâmico. As vantagens deste processo são:
(1) O equipamento é simples de operar, eficiente na produção, capaz de operação contínua e alto em automação.
(2) A densidade do corpo do embrião e a elasticidade do diafragma são maiores.
(3) Tecnologia madura.
(4) Especificações de produção controláveis e uma ampla gama.
