ההבדל בין לוח מעגלים קרמי ללוח PCB רגיל

בהשוואה למעגלי הדפסה מסורתיים (PCB), למעגלים קרמיים יש יתרונות רבים. בגלל המוליכות התרמית הגבוהה ומקדם ההתפשטות המינימלי (CTE), למעגלים קרמיים יש יותר פונקציות, פונקציות פשוטות יותר וביצועים טובים יותר בהשוואה ל-PCB קונבנציונלי. רוצה להבין מידע נוסף על PCB קרמי, וכיצד יש להם השפעה חיובית על העלות הכוללת של החברה שלך? במאמר זה, אנו מכסים את כל הידע על PCB קרמי, סוגים שונים זמינים ומקרי שימוש משלהם.

יתרונות וחסרונות של PCB קרמי

יתרונות: 1. מוליכות תרמית מעולה; 2. עמידות בפני קורוזיה כימית; 3. חוזק מכני תואם; 4. להבין בקלות מעקב בצפיפות גבוהה; 5. תאימות רכיבי CTA

חסרונות: 1. עלות גבוהה יותר מאשר PCB רגיל; 2. הזמינות מצטמצמת; 3. טיפול שביר

סוג של PCB קרמי

טמפרטורה גבוהה

אולי סוג ה-PCB הקרמי הפופולרי ביותר הוא PCB בטמפרטורה גבוהה. המיועדים למעגלים קרמיים בטמפרטורה גבוהה נקראים בדרך כלל מעגלי קרמיקה משותפת בטמפרטורה גבוהה (HTCC). מעגלים אלה מורכבים מדבקים, חומרי סיכה, ממסים, פלסטיזרים ואלומיניום אלומיניום לייצור קרמיקה גולמית.

השתמש בחומרים קרמיים פרימיטיביים מיוצרים, לאחר מכן צפה את החומר, ועקוב אחר מעקב אחר מעגלים על מתכת טונגסטן או מוליבדן. לאחר היישום, מעגל האפייה הוא עד 48 שעות בין 1600 ל-1700 מעלות צלזיוס. כל האפייה של HTCC מתבצעת בסביבת הגז, כמו מימן.

טמפרטורה נמוכה

בניגוד ל-HTCC, PCB קרמי בשריפה משותפת בטמפרטורה נמוכה מיוצר על ידי ערבוב זכוכית הקריסטל עם הדבק על לוחית המתכת עם עיסת הזהב. לאחר מכן, לפני הכנסת המעגל לתנור גזי של כ-900 מעלות צלזיוס, חותכים את המעגל ולוחצים על השכבה. PCB קרמי בשריפה משותפת בטמפרטורה נמוכה מועילה פחות נסיגה ויכולת כיווץ משופרת. במילים אחרות, יש להם חוזק מכני ומוליכות תרמית מצוינים בהשוואה ל-HTCC וסוגים אחרים של PCB קרמי. בעת שימוש במוצרי פיזור חום כגון נורות לד, יתרון פיזור החום של LTCC מספק יתרון.

קרמיקה מסרט עבה

המעגל הקרמי העבה-ממברנה כולל עיסת זהב ואלקטרוניקה שהושגו על חומרים בסיסיים קרמיים. לאחר היישום, אופים את הדבק ב-1,000 מעלות צלזיוס או טמפרטורה נמוכה יותר. בשל העלות הגבוהה של תמיסת מוליכי זהב, סוג זה של PCB פופולרי מאוד בקרב יצרני לוחות הדפסה גדולים.

בהשוואה ל-PCB המסורתי, היתרון העיקרי של חומרים קרמיים עם סרט עבה הוא שקרמיקת ממברנה עבה יכולה למנוע חמצון נחושת. לכן, אם יצרן ה-PCB הקרמי מודאג מחמצון, הוא יכול להפיק תועלת מהבחירה של מעגלים קרמיים עבים. יש אנשים ששואלים אותנו לעתים קרובות, "כמה שכבות של PCB קרמי?" עם זאת, התשובה תלויה בסוג ה-PCB הקרמי המשמש. השכבה המינימלית בשימוש ב-PCB קרמי היא שתי שכבות, אך בהתאם לביצועי המוצר, היא עשויה להגדיל מספר שכבות. מעקב אחר מחשבון רוחב יכול לעזור ליצרנים להבין את מפרטי עיצוב ה-PCB שלהם.

מארז שימוש ב-PCB קרמי

מודול זיכרון

אחד מיישומי המפתח של PCB קרמי קשור למודול האחסון. PCB אלה כוללים מעגלים משולבים בזיכרון והם משמשים בדרך כלל לייצור DDR SDRAM ורכיבי מחשב אחרים הקשורים לזיכרון. כל רכיבי ה-RAM המשמשים במחשבים בודדים צריכים להיות בעלי לוח מצע קרמי עם מודול זיכרון משולב.

מודול קבלה ושידור

PCB קרמי מאפשר ייצור של טכנולוגיית מכ"ם. WestingHouse היא החברה הראשונה שיצרה מודולי השקה וקבלה עם PCB קרמי רב-שכבתי מכיוון שיש להם CTEs תרמיות גבוהות ותואמות. שלא כמו PCB קונבנציונלי, מעגלים קרמיים הם המעגל היחיד שניתן להשתמש בו ליצירת מודולי שידור.

לוח חיבור רב שכבתי

אחת מנקודות המכירה העיקריות של PCB קרמי היא שהקיבולת שלהם גדולה יותר ממעגלים רגילים. במילים אחרות, בהשוואה ל-PCB מסורתיים, PCB קרמי משתמש באותו שטח פנים כדי להכיל יותר רכיבים. לכן, יש לו יותר יישומים פוטנציאליים באמצעות PCB קרמי רב-שכבתי.

סימולציה / PCB דיגיטלי

חברות מחשוב שונות משתמשות בלוחות קרמיים בטמפרטורה נמוכה (LTCC) ליצירת סימולציה ולוחות דיגיטליים מתקדמים עם פונקציות מצוינות של מעקב אחר מעגלים. חברות מחשבים אישיות השתמשו ב-LTCC כדי ליצור מעגלים קלים רבים, ובכך הפחיתו את המשקל הכולל של המוצר ומזעור החבלות.

פנלים סולאריים

הן HTCC והן LTCC משמשות לייצור פאנלים סולאריים ולוחות חשמל פוטו-וולטאיים אחרים. הפאנל הפוטו-וולטאי משתמש בטכנולוגיית לוחות קרמיים רב-שכבתיים כדי להבטיח חיים ומוליכות תרמית מספקת.

משדר חשמלי

מודולי העברת כוח וטעינה אלחוטיים הופכים נפוצים יותר ויותר, והופכים לציוד אלקטרוניקה לצרכן. התקנים אלו בנויים בטכנולוגיית PCB קרמי בשל הביצועים התרמיים הייחודיים שלהם ופיזור חום מצעים קרמיים.

המעגל הקרמי משמש ליצירת שדות אלקטרומגנטיים, והאנרגיה מועברת בין המקלט למשדר דרך השדה האלקטרומגנטי. הסליל האינדוקטיבי עוזר להעביר חשמל מהשדה האלקטרומגנטי המקורי ולהמיר אותו לזרם עבור מעגל המקלט. בדרך כלל, מעגל המקלט עשוי מחומר PCB בסיס קרמי.

מצנן מוליכים למחצה

יותר ויותר מכשירים אלקטרוניים הופכים קטנים. מאחורי המזעור של מוצרי אלקטרוניקה עומדים שבבי מוליכים למחצה, ושבבי מוליכים למחצה הופכים קטנים יותר ויותר מדי שנה. שבבי מוליכים למחצה משתמשים בטכנולוגיית מיקרו-ייצור כדי להשיג אינטגרציה גבוהה יותר במהירות גבוהה תוך שמירה על יכולת המעקב הטובה ביותר. PCB מסורתי אינו יכול לעמוד בפונקציות המעגל הנדרשות על ידי שבבי מוליכים למחצה מודרניים. עם זאת, הופעתם של מעגלי מוליכים למחצה מבוססי קרמיקה הובילה לאינטגרציה וביצועים מצוינים בין רכיבי מיקרו-מעגלים. לכן, מצעי PCB קרמיים נחשבים בדרך כלל לעתיד של טכנולוגיית המוליכים למחצה.

LED בעל הספק גבוה

המצע הקרמי מספק את הבסיס הטוב ביותר עבור נורות LED בעלות הספק גבוה. שלא כמו PCB מסורתי, מעגל קרמי משתמש בטכנולוגיית סרט עבה כדי למקסם את היעילות התרמית. כתוצאה מכך, החום שנוצר מנורות LED (כ-70 אחוז מהקלוריות של נוריות) אינו משפיע על יעילות העבודה של המעגל. במילים אחרות, רק המעגל הקרמי יכול לספק את רמת היעילות התרמית הנדרשת לזוהר LED. כאשר LED בנוי על מעגלים קרמיים, אין חומרים ממשק חום (המכונה גם רדיאטור). לכן, אם היצרן משתמש במעגלים קרמיים, החומרים הדרושים לייצור ותחזוקה של נורות LED יהיו פחותים.

סוג PCB קרמי

אלומינה

ידוע גם בשם AL2O3 ו-PCB בסיס מתכת. אלומינה היא מסוג PCB. הוא משתמש במוליכות תרמית של דיזל ובחומר בידוד חשמלי בין מתכות אלומיניום ושכבות נחושת. זהו ה-PCB המועדף הכולל פיזור חום ותחזוקה ובקרה של טמפרטורה כוללת. מבנה האלומיניום מורכב בדרך כלל משלוש שכבות. שכבת מעגל נחושת של בערך 1 עד 10 אונקיות. עבה, שכבת הבידוד עשויה מוליכות תרמית וחומר בידוד חשמלי, ושכבת הבסיס עשויה מבסיס נחושת או אלומיניום. ישנם מספר סוגים של PCB אלומיניום. ישנם סוגים גמישים, סוגים מעורבים, רב שכבות וסוגי נקבוביות.

עין

Ain, הידוע גם בשם אלומיניום ניטריד, הוא חומר חדש שפותח כמוצר מבוסס עסקי. בשני העשורים האחרונים, יש לו מאפיינים של שכפול ושליטה. Ain הוא בחירה יעילה מכיוון שיש לו ביצועים דיאלקטריים טובים, מקדם התפשטות תרמית נמוך, מוליכות תרמית גבוהה ואי תגובתיות לכימיקלים רגילים של מוליכים למחצה. PCB מאלומיניום ניטריד משמש בדרך כלל עבור רדיאטור, אריזת ציוד מיקרוגל, התכת רכיבי עיבוד מתכת, מצעי אריזה אלקטרוניים, והתקנים קבועים ומבודדים בחדר עיבוד מוליכים למחצה.