Různé typy návrhů keramických desek plošných spojů

V tomto příspěvku na blogu prozkoumáme různé typy návrhů keramických desek plošných spojů a jejich jedinečné vlastnosti.

Keramické desky s plošnými spoji jsou stále populárnější díky svým mnoha výhodám oproti tradičním materiálům desek plošných spojů, jako je FR4 nebo polyimid. Keramické desky plošných spojů se stávají první volbou pro různé aplikace díky své vynikající tepelné vodivosti, vysoké teplotní odolnosti a dobré mechanické pevnosti. S rostoucí poptávkou roste i rozmanitost provedení keramických desek plošných spojů dostupných na trhu.

1. Keramická obvodová deska na bázi oxidu hlinitého:

Oxid hlinitý, také známý jako oxid hlinitý, je materiál široce používaný v keramických deskách plošných spojů. Má vynikající elektroizolační vlastnosti a je vhodný pro aplikace vyžadující vysokou dielektrickou pevnost. Keramické obvodové desky z oxidu hlinitého odolávají vysokým teplotám, díky čemuž jsou vhodné pro použití ve vysoce výkonných aplikacích, jako je výkonová elektronika a automobilové systémy. Díky hladkému povrchu a nízkému koeficientu tepelné roztažnosti je ideální pro aplikace zahrnující tepelný management.

2. Keramická obvodová deska z nitridu hliníku (AlN):

Keramické obvodové desky z nitridu hliníku mají lepší tepelnou vodivost ve srovnání s substráty z oxidu hlinitého. Běžně se používají v aplikacích, které vyžadují účinný odvod tepla, jako je LED osvětlení, napájecí moduly a RF/mikrovlnná zařízení. Obvodové desky z nitridu hliníku vynikají ve vysokofrekvenčních aplikacích díky své nízké dielektrické ztrátě a vynikající integritě signálu. Kromě toho jsou desky plošných spojů AlN lehké a šetrné k životnímu prostředí, díky čemuž jsou vhodnou volbou pro různá průmyslová odvětví.

3. Keramická deska s nitridem křemíku (Si3N4):

Keramické obvodové desky z nitridu křemíku jsou známé svou vynikající mechanickou pevností a odolností proti tepelným šokům. Tyto panely se obvykle používají v náročných prostředích, kde se vyskytují extrémní změny teplot, vysoké tlaky a korozivní látky. Desky plošných spojů Si3N4 nacházejí uplatnění v průmyslových odvětvích, jako je letecký a kosmický průmysl, obrana a ropa a plyn, kde jsou spolehlivost a odolnost rozhodující. Kromě toho má nitrid křemíku dobré elektrické izolační vlastnosti, díky čemuž je vynikající volbou pro aplikace s vysokým výkonem.

4. Deska plošných spojů LTCC (nízkoteplotní spoluvypalovaná keramika):

Desky plošných spojů LTCC jsou vyráběny pomocí vícevrstvých keramických pásek, které jsou potištěny sítotiskem s vodivými vzory. Vrstvy jsou naskládány a poté vypalovány při relativně nízkých teplotách, čímž vzniká vysoce hustá a spolehlivá obvodová deska. Technologie LTCC umožňuje integraci pasivních součástek, jako jsou rezistory, kondenzátory a induktory do samotné obvodové desky, což umožňuje miniaturizaci a lepší výkon. Tyto desky jsou vhodné pro bezdrátovou komunikaci, automobilovou elektroniku a lékařská zařízení.

5. Deska plošných spojů HTCC (vysokoteplotní spoluvypalovaná keramika):

Obvodové desky HTCC jsou z hlediska výrobního procesu podobné deskám LTCC. Desky HTCC se však vypalují při vyšších teplotách, což má za následek zvýšenou mechanickou pevnost a vyšší provozní teploty. Tyto desky se běžně používají ve vysokoteplotních aplikacích, jako jsou automobilové senzory, letecká elektronika a nástroje pro vrtání dolů. Obvodové desky HTCC mají vynikající tepelnou stabilitu a odolají extrémním teplotním cyklům.

V souhrnu

Různé typy keramických desek plošných spojů jsou navrženy tak, aby vyhovovaly široké škále specifických průmyslových potřeb. Ať už se jedná o aplikace s vysokým výkonem, efektivní odvod tepla, extrémní podmínky prostředí nebo požadavky na miniaturizaci, návrhy keramických desek plošných spojů mohou tyto požadavky splnit. Vzhledem k tomu, že technologie pokračuje vpřed, očekává se, že keramické desky plošných spojů budou hrát zásadní roli při vytváření inovativních a spolehlivých elektronických systémů napříč průmyslovými odvětvími.