An'anaviy FR{4}}4 shisha tolali plitalar qayta lehimlangandan so'ng "ark" shaklini rivojlantiradi. Bu termal stress va materialning jismoniy xususiyatlari o'rtasidagi nomutanosiblikning muqarrar natijasidir. An'anaviy PCB'lar komponentlarni lehimlash nuqsonlari va egrilik tufayli jihozlarning noto'g'ri ishlashidan aziyat chekadi. Substrat sifatida keramikadan foydalanadigan, mukammal jismoniy barqarorligi-bilan PCB turi yuqori quvvatli yoki ishonchli elektron qurilmalar uchun asosiy tanlovga aylanib bormoqda.
Nima uchun keramik tagliklar burilmaydi?
PCB deformatsiyasining asosiy sababi materiallarning termal kengayish koeffitsientlari va ichki stressning chiqishi o'rtasidagi nomuvofiqlikda yotadi. Oddiy FR-4 substratlari shisha tolali mato va epoksi qatronini yopishtirish orqali hosil bo'ladi. Qatronlar qizdirilganda yumshaydi va sovutilganda qisqaradi. Ikkala tomonning assimetrik mis folgasi deformatsiyani yanada kuchaytiradi.
Seramika tagliklari butunlay boshqacha xususiyatlarga ega. Ular asos sifatida juda yuqori elastik modul va juda past termal kengayish koeffitsientiga ega bo'lgan yuqori haroratli sinterlangan yashil keramik plitalardan foydalanadilar. Ishlab chiqarish jarayonida mis folga keramika yuzasiga yuqori haroratli issiq presslash yoki to'g'ridan-to'g'ri mis qoplama texnologiyasi orqali biriktiriladi, bu oddiy yopishtiruvchi bog'lanish o'rniga molekulalararo bog'lanishga erishadi. Bu kompozit strukturaning haddan tashqari harorat sharoitida ham o'lchov barqarorligini saqlashga imkon beradi.
Alumina keramika: xarajat qiroli-samaradorlik
Alumina hozirda eng ko'p ishlatiladigan keramik substrat materiali bo'lib, tarkibida 75% dan 99,5% gacha alyuminiy oksidi mavjud. Yuqori tozaligi 99,5% dielektrik yoʻqotilishi juda past boʻlgan silliq va zich sirtga olib keladi, bu esa uni yuqori{4}}chastotali kontaktlarning zanglashiga olib keladi.
Aluminaning issiqlik o'tkazuvchanligi taxminan 24 dan 28 Vt/(m·K) ni tashkil qiladi, bu FR-4 ning 0,3 Vt/(m·K) dan sezilarli darajada yuqori. Biroq, u juda yuqori quvvatli ilovalarda hali ham kam bo'ladi. U mo'l-ko'l xom ashyo, yuqori mexanik kuch va mukammal kimyoviy barqarorlik bilan faxrlanadi, bu uni ishlash va narxni muvozanatlashtiradigan mahsulotning eng yaxshi namunasiga aylantiradi va shu bilan mikroelektronika va quvvat moduli sohalarida ustun mavqega ega.
Alyuminiy nitridining yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi-kremniy gofretlarga mos keladi. Alyuminiy nitridili keramikaning paydo bo'lishi aluminada issiqlik o'tkazuvchanligining etarli emasligi muammosini hal qildi, 170 Vt / (m · K) dan oshiq issiqlik o'tkazuvchanligiga erishdi, aluminadan etti marta va hatto metall alyuminiydan ham oshib ketdi.
Eng muhimi, alyuminiy nitridining termal kengayish koeffitsienti yarimo'tkazgichli kremniy gofretlariga juda yaqin. Yuqori{1}}quvvatli chiplar to'g'ridan-to'g'ri substratga o'rnatilganda, shunga o'xshash kengayish koeffitsienti termal aylanish natijasida kelib chiqadigan kesish kuchlanishini samarali ravishda oldini oladi va shu bilan chipning yorilishi yoki lehim birikmalarining charchashining oldini oladi. Uning ishlab chiqarish jarayoni kislorod miqdorini nazorat qilish uchun juda yuqori talablarga ega; kislorod aralashmalari qanchalik past bo'lsa, issiqlik o'tkazuvchanligi shunchalik kuchli bo'ladi.
Beriliy oksidining yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi va toksikligi cheklovlari
Beriliy oksidi keramikasi ajoyib issiqlik o'tkazuvchanligini namoyish etadi, hatto alyuminiy nitrididan ham oshib ketadi va xona haroratida 250 Vt / (m · K) ga etadi. Bir vaqtlar issiqlik tarqalishiga juda qattiq talablarga ega bo'lgan sohalarda afzal qilingan material edi.
Biroq, berilliy oksidi kukuni zaharli hisoblanadi. Agar ishlab chiqarish va qayta ishlash jarayonida hosil bo'lgan chang nafas olinsa, u jiddiy o'pka kasalliklarini keltirib chiqarishi mumkin. Xuddi shunday, agar utilizatsiya paytida hosil bo'lgan chang nafas olinsa, u ham jiddiy o'pka kasalliklarini keltirib chiqarishi mumkin. Bu halokatli nuqson uning rivojlanishini jiddiy cheklaydi. Hozirgi vaqtda u faqat kompleks himoya choralariga ega bo'lgan juda kam sonli ixtisoslashtirilgan harbiy sohalarda, shuningdek, kompleks himoya choralariga ega bo'lgan juda oz sonli ixtisoslashtirilgan aerokosmik sohalarda qo'llaniladi. Fuqarolik bozori asosan alyuminiy nitridi bilan almashtirildi.
Seramika PCBlarning asosiy afzalliklari
Keramika tagliklarining eng aniq afzalligi ularning kuchli oqim o'tkazuvchanligi-dir. Eksperimental ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, 1 mm qalinlikdagi 0,3 mm mis substratdan 100A oqim doimiy ravishda oqib chiqsa, harorat ko'tarilishi faqat 17 darajaga etadi. Agar mis qalinligi 2 mm gacha oshirilsa, harorat ko'tarilishi 5 darajagacha nazorat qilinishi mumkin.
Bundan tashqari, u yuqori kuchlanishga bardosh bera oladigan mukammal izolyatsiya xususiyatlariga ega. Bu xususiyat uskunalar va xodimlarning xavfsizligini ta'minlaydi. Organik yopishtiruvchi moddalarni talab qilmagani uchun uning ishlashi yuqori{2}}harorat va yuqori{3}}namlik muhitlarida juda barqaror. Bundan tashqari, mis folga yopishishi juda kuchli va haroratning keskin o'zgarishi tufayli ajralmaydi, bu uning ishonchliligini oddiy PCBlardan ancha ustun qiladi.
Seramika PCBlar uchun ishlab chiqarish imkoniyatlari
Keramika tagliklari yuqori samaradorlikka ega bo'lsa-da, ularning mo'rt tabiati katta maydonlarni{0}}ishlab chiqarishda foydalanishni cheklaydi va ularning narxi FR-4 dan ancha yuqori. 100 mm yonma-yon alyuminiy nitridli substrat bir xil o'lchamdagi FR-4 dan o'nlab marta qimmatroq bo'lishi mumkin.
Shuning uchun u asosan yuqori{0}}quvvatli LEDlar, avtomobillarni yoqish tizimlari, yuqori-chastotali quvvat manbalari, aerokosmik va harbiy elektronika kabi yuqori darajali ilovalarda qo'llaniladi. Keramika substratini tanlash yakuniy barqarorlik va ishonchlilikni tanlashni anglatadi. Haqiqiy R&D yoki kichik{5}}partiyali ishlab chiqarishda professional va ishonchli ishlab chiqaruvchini tanlash juda muhim. JEP PCB ko'p yillar davomida sanoatda chuqur ishtirok etib, professional keramik substratni qayta ishlash qobiliyatiga ega. Prototip yaratishdan tortib to ommaviy ishlab chiqarishgacha, u tezkor javob va barqaror jarayonni qo‘llab-quvvatlab, yuqori -samaradorlik dizayningizga aniq erishishni ta’minlaydi.
Shunday qilib, mahsulot dizaynida siz xarajatlarni nazorat qilishni birinchi o'ringa qo'yasizmi yoki 5 daraja harorat ko'tarilishi va misli ko'rilmagan ishonchliligi va barqarorligi tufayli keramik substratni tanlaysizmi? Fikrlaringizni sharhlar bo‘limida baham ko‘ring, yoqing va ushbu maqolani baham ko‘ring, shunda ko‘proq muhandislar ilm-fanni chuqur ommalashtirishda-ko‘rishlari mumkin.