Виробництво керамічних друкованих плат: які матеріали використовуються?

У цій публікації в блозі ми розглянемо основні матеріали, які використовуються у виробництві керамічних плат, і обговоримо їх важливість для досягнення оптимальної продуктивності.

У виробництві керамічних плат різноманітні матеріали відіграють важливу роль у забезпеченні їх функціональності та надійності. Керамічні друковані плати, також відомі як керамічні друковані плати (PCB), широко використовуються в різних галузях промисловості, включаючи електроніку, аерокосмічну та автомобільну, завдяки їхній чудовій теплопровідності, високій робочій температурі та чудовим електричним властивостям.

Керамічні друковані плати в основному складаються з комбінації керамічних матеріалів і металів, ретельно відібраних відповідно до конкретних вимог різних застосувань.

1. Керамічна підкладка:

Основою керамічної плати є керамічна підкладка, яка є основою для всіх інших компонентів. Оксид алюмінію (Al2O3) і нітрид алюмінію (AlN) є найбільш часто використовуваними керамічними матеріалами. Глинозем має відмінну механічну міцність, високу теплопровідність і хорошу електроізоляцію, що робить його придатним для широкого спектру застосувань. Нітрид алюмінію, з іншого боку, пропонує чудові властивості теплопровідності та теплового розширення, що робить його ідеальним для застосувань, які потребують ефективного розсіювання тепла.

2. Струмопровідні сліди:

Провідні лінії відповідають за передачу електричних сигналів між різними компонентами на друкованій платі. У керамічних друкованих платах для створення цих слідів використовуються металеві провідники, такі як золото, срібло або мідь. Ці метали були обрані через їх високу електропровідність і сумісність з керамічними підкладками. Золоту, як правило, віддають перевагу за його чудову стійкість до корозії та стабільні електричні властивості, особливо у високочастотних додатках.

3. Діелектричний шар:

Діелектричні шари мають вирішальне значення для ізоляції провідних слідів і запобігання перешкод сигналу та короткого замикання. Найпоширенішим діелектричним матеріалом, який використовується в керамічних платах, є скло. Скло має відмінні електроізоляційні властивості і може бути нанесено тонким шаром на керамічні підкладки. Крім того, скляний шар можна налаштувати так, щоб мати конкретне значення діелектричної проникності, що дозволяє точно контролювати електричні властивості друкованої плати.

4. Паяльна маска та обробка поверхні:

Паяльна маска наноситься поверх провідних ліній, щоб захистити їх від факторів навколишнього середовища, таких як пил, волога та окислення. Ці маски зазвичай виготовляються з епоксидних або поліуретанових матеріалів, які забезпечують ізоляцію та захист. Використовуйте обробку поверхні, таку як занурення в олово або позолоту, щоб покращити паяність плати та запобігти окисленню відкритих мідних слідів.

5. Через пломбувальний матеріал:

Перехідні отвори — це невеликі отвори, просвердлені в друкованій платі, які забезпечують електричні з’єднання між різними шарами плати. У керамічних друкованих платах для заповнення цих отворів і забезпечення надійної електропровідності використовуються наповнювальні матеріали. Звичайні пломбувальні матеріали включають електропровідні пасти або наповнювачі, виготовлені зі срібла, міді чи інших металевих частинок, змішаних зі скляними чи керамічними наповнювачами. Ця комбінація забезпечує електричну та механічну стабільність, забезпечуючи міцне з’єднання між різними шарами.

Підсумовуючи

Виробництво керамічних плат передбачає поєднання керамічних матеріалів, металів та інших спеціальних речовин. Оксид алюмінію та нітрид алюмінію використовуються як підкладки, тоді як метали, такі як золото, срібло та мідь, використовуються для провідних слідів. Скло діє як діелектричний матеріал, забезпечуючи електричну ізоляцію, а епоксидна або поліуретанова паяльна маска захищає провідні сліди. З’єднання між різними шарами встановлюється за допомогою пломбувального матеріалу, що складається з електропровідної пасти та наповнювачів.

Розуміння матеріалів, які використовуються у виробництві керамічних плат, має вирішальне значення для інженерів і дизайнерів для розробки ефективних і надійних електронних пристроїв. Вибір відповідного матеріалу залежить від конкретних вимог застосування, таких як теплопровідність, електричні властивості та умови навколишнього середовища. Використовуючи унікальні властивості кожного матеріалу, керамічні плати продовжують революціонізувати різні галузі завдяки своїй чудовій продуктивності та довговічності.