تفاوت بین برد مدار سرامیکی و برد PCB معمولی

در مقایسه با بردهای مدار چاپ سنتی (PCB)، بردهای مدار سرامیکی مزایای زیادی دارند. بردهای مدار سرامیکی به دلیل رسانایی حرارتی بالا و حداقل ضریب انبساط (CTE) در مقایسه با PCB معمولی دارای عملکردهای بیشتر، عملکردهای ساده تر و عملکرد بهتری هستند. آیا می خواهید اطلاعات بیشتری در مورد PCB سرامیکی و اینکه چگونه آنها بر هزینه کلی شرکت شما تأثیر مثبت دارند، بدانید؟ در این مقاله، ما تمام دانش در مورد PCB سرامیکی، انواع مختلف موجود و موارد استفاده خود را پوشش می دهیم.

مزایا و معایب PCB سرامیکی

مزایا: 1. هدایت حرارتی عالی. 2. مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی. 3. مقاومت مکانیکی سازگار. 4. به راحتی ردیابی با چگالی بالا را درک کنید. 5. سازگاری اجزای CTA

معایب: 1. هزینه بالاتر از PCB استاندارد است. 2. در دسترس بودن کاهش می یابد. 3. درمان شکننده

نوع PCB سرامیکی

درجه حرارت بالا

شاید محبوب ترین نوع PCB سرامیکی PCB با دمای بالا باشد. که برای بردهای مدار سرامیکی با دمای بالا طراحی شده اند معمولاً مدارهای سرامیک هم سوز با دمای بالا (HTCC) نامیده می شوند. این مدارها از چسب ها، روان کننده ها، حلال ها، نرم کننده ها و آلومینیوم آلومینا برای ساخت سرامیک خام تشکیل شده اند.

از مواد اولیه سرامیکی تولید شده استفاده کنید، سپس مواد را بپوشانید، و ردیابی مدار را بر روی فلز تنگستن یا مولیبدن دنبال کنید. پس از اجرا مدار پخت تا 48 ساعت بین 1600 تا 1700 درجه سانتیگراد می باشد. تمام پخت های HTCC در محیط گاز مانند هیدروژن انجام می شود.

دمای پایین

برخلاف HTCC، PCB سرامیکی هم سوز در دمای پایین با مخلوط کردن شیشه کریستال با چسب روی صفحه فلزی با خمیر طلایی ساخته می شود. سپس قبل از قرار دادن مدار در فر گازی با دمای حدود 900 درجه سانتیگراد، مدار را برش داده و لایه را فشار دهید. PCB سرامیکی با سوخت همزمان با دمای پایین باعث برداشت کمتر و انقباض پذیری بهتری می شود. به عبارت دیگر، در مقایسه با HTCC و سایر انواع PCB سرامیکی، استحکام مکانیکی و هدایت حرارتی بسیار خوبی دارند. هنگام استفاده از محصولات اتلاف گرما مانند چراغ های LED، مزیت اتلاف حرارت LTCC یک مزیت را ایجاد می کند.

سرامیک فیلم ضخیم

مدار سرامیکی غشایی ضخیم شامل طلا و خمیر الکترونیکی است که بر روی مواد اولیه سرامیکی به دست آمده است. پس از اجرا، رب را در دمای 1،{2}} درجه سانتیگراد یا کمتر بپزید. با توجه به هزینه بالای دوغاب هادی طلا، این نوع PCB در بین تولید کنندگان عمده برد مدار چاپ بسیار محبوب است.

در مقایسه با PCB سنتی، مزیت اصلی مواد سرامیکی فیلم ضخیم این است که سرامیک های غشایی ضخیم می توانند از اکسیداسیون مس جلوگیری کنند. بنابراین، اگر سازنده PCB سرامیکی نگران اکسیداسیون باشد، می تواند از انتخاب مدارهای سرامیکی غشایی ضخیم بهره مند شود. برخی از مردم اغلب از ما می پرسند "چند لایه PCB سرامیکی؟" با این حال، پاسخ به نوع PCB سرامیکی مورد استفاده بستگی دارد. حداقل لایه استفاده شده در PCB سرامیکی دو لایه است اما با توجه به عملکرد محصول ممکن است چندین لایه افزایش یابد. ردیابی ماشین حساب عرض می تواند به سازندگان کمک کند تا مشخصات طراحی PCB خود را درک کنند.

جعبه استفاده از PCB سرامیکی

ماژول حافظه

یکی از کاربردهای کلیدی PCB سرامیکی مربوط به ماژول ذخیره سازی است. این PCB مدارهای مجتمع حافظه دارند و معمولاً برای تولید DDR SDRAM و سایر قطعات کامپیوتری مرتبط با حافظه استفاده می شوند. تمام رم‌های مورد استفاده در رایانه‌های جداگانه باید یک PCB بستر سرامیکی با ماژول حافظه یکپارچه داشته باشند.

ماژول دریافت و انتقال

PCB سرامیکی تولید فناوری رادار را ممکن می سازد. WestingHouse اولین شرکتی است که ماژول های راه اندازی و دریافت را با PCB سرامیکی چند لایه ایجاد کرد زیرا دارای CTE های حرارتی و سازگاری بالایی هستند. بر خلاف PCB معمولی، مدارهای سرامیکی تنها مداری هستند که می توانند برای ایجاد ماژول های انتقال استفاده شوند.

برد اتصال چند لایه

یکی از نکات اصلی فروش PCB سرامیکی این است که ظرفیت آنها از بردهای مدار معمولی بیشتر است. به عبارت دیگر، در مقایسه با PCB سنتی، PCB سرامیکی از سطح یکسانی برای قرار دادن اجزای بیشتر استفاده می کند. بنابراین با استفاده از PCB سرامیکی چند لایه کاربردهای بالقوه بیشتری دارد.

شبیه سازی / PCB دیجیتال

شرکت‌های محاسباتی مختلف از بردهای مدارهای سرامیکی با دمای پایین (LTCC) برای ایجاد شبیه‌سازی پیشرفته و بردهای دیجیتال با عملکرد عالی ردیابی مدار استفاده می‌کنند. شرکت‌های رایانه‌های شخصی از LTCC برای ایجاد مدارهای سبک وزن استفاده کرده‌اند و در نتیجه وزن کل محصول را کاهش داده و کبودی‌ها را به حداقل می‌رسانند.

پنل های خورشیدی

هر دو HTCC و LTCC برای ساخت پنل های خورشیدی و سایر پانل های برق فتوولتائیک (PV) استفاده می شوند. پنل فتوولتائیک از فناوری صفحات سرامیکی چند لایه برای اطمینان از عمر و هدایت حرارتی کافی استفاده می کند.

فرستنده الکتریکی

ماژول های انتقال برق و شارژ بی سیم روز به روز رایج تر می شوند و به تجهیزات الکترونیکی مصرفی تبدیل می شوند. این دستگاه ها به دلیل عملکرد حرارتی منحصر به فرد و زیرلایه های سرامیکی اتلاف حرارت با فناوری PCB سرامیکی ساخته شده اند.

برد مدار سرامیکی برای تولید میدان های الکترومغناطیسی استفاده می شود و انرژی از طریق میدان الکترومغناطیسی بین گیرنده و فرستنده منتقل می شود. سیم پیچ القایی به انتقال الکتریسیته از میدان الکترومغناطیسی اصلی و تبدیل آن به جریان برای مدار گیرنده کمک می کند. به طور کلی، مدار گیرنده از مواد PCB پایه سرامیکی ساخته شده است.

خنک کننده نیمه هادی

وسایل الکترونیکی بیشتر و بیشتر کوچک می شوند. در پشت کوچک سازی لوازم الکترونیکی مصرفی، تراشه های نیمه هادی قرار دارند و تراشه های نیمه هادی هر سال کوچکتر و کوچکتر می شوند. تراشه های نیمه هادی از فناوری ساخت میکرو برای دستیابی به یکپارچگی با سرعت بالا و در عین حال حفظ بهترین توانایی ردیابی استفاده می کنند. PCB سنتی نمی تواند عملکردهای مدار مورد نیاز تراشه های نیمه هادی مدرن را برآورده کند. با این حال، ظهور مدارهای نیمه هادی مبتنی بر سرامیک منجر به یکپارچگی و عملکرد عالی بین اجزای ریز مدار شده است. بنابراین، بسترهای PCB سرامیکی معمولاً آینده فناوری نیمه هادی در نظر گرفته می شوند.

LED پرقدرت

بستر سرامیکی بهترین پایه را برای چراغ های LED پرقدرت فراهم می کند. برخلاف PCB سنتی، مدار سرامیکی از فناوری فیلم ضخیم برای به حداکثر رساندن راندمان حرارتی استفاده می کند. در نتیجه، گرمای تولید شده توسط چراغ های LED (حدود 70 درصد کالری LED ها) بر راندمان کاری مدار تأثیر نمی گذارد. به عبارت دیگر، فقط مدار سرامیکی می تواند سطح بازده حرارتی مورد نیاز برای درخشش LED را فراهم کند. هنگامی که LED روی مدارهای سرامیکی ساخته می شود، هیچ ماده رابط حرارتی (همچنین به عنوان رادیاتور شناخته می شود) وجود ندارد. بنابراین اگر سازنده از مدارهای سرامیکی استفاده کند، مواد مورد نیاز برای تولید و نگهداری چراغ های LED کمتر خواهد بود.

نوع PCB سرامیکی

آلومینا

همچنین به عنوان AL2O3 و PCB پایه فلزی شناخته می شود. آلومینا از نوع PCB است. از رسانایی حرارتی دیزل و مواد عایق الکتریکی بین فلزات آلومینیوم و لایه‌های مس استفاده می‌کند. این PCB ترجیحی است که شامل اتلاف گرما و نگهداری و کنترل دمای کلی است. ساختار آلومینیوم معمولا از سه لایه تشکیل شده است. یک لایه مدار مسی حدود 1 تا 10 اونس. ضخیم، لایه عایق از رسانایی حرارتی و مواد عایق الکتریکی و لایه پایه از پایه مس یا آلومینیوم ساخته شده است. انواع مختلفی از PCB آلومینیومی وجود دارد. انواع انعطاف پذیر، انواع مخلوط، چند لایه و انواع منفذی وجود دارد.

آین

Ain، همچنین به عنوان نیترید آلومینیوم شناخته می شود، یک ماده جدید است و به عنوان یک محصول مبتنی بر تجارت توسعه یافته است. در دو دهه گذشته دارای ویژگی های همانند سازی و کنترل است. Ain یک انتخاب موثر است زیرا عملکرد دی الکتریک خوب، ضریب انبساط حرارتی پایین، رسانایی حرارتی بالا و عدم واکنش پذیری نسبت به مواد شیمیایی نیمه هادی معمولی دارد. PCB نیترید آلومینیوم معمولاً برای رادیاتور، بسته بندی تجهیزات مایکروویو، ذوب اجزای پردازش فلز، بسترهای بسته بندی الکترونیکی و دستگاه های ثابت اتاق پردازش نیمه هادی و عایق ها استفاده می شود.