セラミック基板と従来のプリント基板の違い

従来のプリント回路基板 (PCB) と比較して、セラミック回路基板には多くの利点があります。 その高い熱伝導率と最小膨張係数 (CTE) により、セラミック回路基板は、従来の PCB と比較して、より多くの機能、より単純な機能、およびより優れた性能を備えています。 セラミック PCB に関する詳細情報と、それらが会社の全体的なコストにどのようにプラスの影響を与えるかを知りたいですか? この記事では、セラミック PCB に関するすべての知識、利用可能なさまざまなタイプ、およびそれぞれのユース ケースについて説明します。

セラミックPCBの長所と短所

利点: 1. 優れた熱伝導率。 2.化学腐食への抵抗; 3.互換性のある機械的強度; 4.高密度トラッキングを容易に実現します。 5.CTA コンポーネントの互換性

短所: 1. 標準の PCB よりコストが高い。 2. 可用性が低下します。 3. 壊れやすい扱い

セラミック基板の種類

高温

おそらく、最も人気のあるセラミック PCB タイプは高温 PCB です。 高温セラミック回路基板用に設計されたものは、通常、高温共燃焼セラミック (HTCC) 回路と呼ばれます。 これらの回路は、生のセラミックを作るために、接着剤、潤滑剤、溶剤、可塑剤、アルミニウム アルミナで構成されています。

生成されたプリミティブ セラミック材料を使用し、材料をコーティングし、タングステンまたはモリブデン金属で回路トラッキングを追跡します。 実装後、ベーキング回路は摂氏1600度から1700度の間で最大48時間です。 すべての HTCC ベーキングは、水素などのガス環境で実行されます。

低温

HTCCとは異なり、低温共焼セラミックPCBは、クリスタルガラスと金パルプを金属板に接着剤で混合して作られます。 次に、回路を摂氏約 900 度のガスオーブンに入れる前に、回路を切断し、層をプレスします。 低温同時燃焼セラミック PCB は、引き抜きが少なく、収縮性が向上するという利点があります。 つまり、HTCC や他のタイプのセラミック PCB と比較して、優れた機械的強度と熱伝導率を備えています。 LED照明などの放熱製品を使用する場合、LTCCの放熱優位性が有利になります。

厚膜セラミックス

厚膜セラミック回路には、セラミックの基本材料に金と電子パルプが含まれています。 実装したら、ペーストを摂氏1,000度以下で焼きます。 金導体スラリーのコストが高いため、このタイプの PCB は主要なプリント回路基板メーカーの間で非常に人気があります。

従来の PCB と比較して、厚膜セラミック材料の主な利点は、厚膜セラミックが銅の酸化を防止できることです。 したがって、セラミック PCB メーカーが酸化を懸念している場合、厚膜セラミック回路を選択することでメリットが得られます。 「セラミックPCBは何層ですか？」とよく聞かれます。 ただし、答えは使用するセラミック PCB の種類によって異なります。 セラミック PCB で使用される最小層は 2 層ですが、製品の性能に応じて、さらに数層増加する場合があります。 幅計算機の追跡は、メーカーが PCB 設計仕様を理解するのに役立ちます。

セラミック基板の使用事例

メモリーモジュール

セラミック PCB の主要なアプリケーションの 1 つは、ストレージ モジュールに関連しています。 これらの PCB にはメモリ集積回路があり、通常は DDR SDRAM やその他のメモリ関連のコンピュータ コンポーネントの製造に使用されます。 個々のコンピュータで使用されるすべての RAM には、メモリ モジュールが統合されたセラミック基板 PCB が必要です。

送受信モジュール

セラミック PCB により、レーダー技術の製造が可能になります。 WestingHouse は、高い熱と互換性のある CTE を備えているため、多層セラミック PCB を使用して発射モジュールと受信モジュールを作成した最初の企業です。 従来の PCB とは異なり、セラミック回路は伝送モジュールを作成するために使用できる唯一の回路です。

多層配線板

セラミック PCB の主なセールス ポイントの 1 つは、その容量が従来の回路基板よりも大きいことです。 言い換えれば、従来の PCB と比較して、セラミック PCB は同じ表面積を使用してより多くのコンポーネントを収容します。 したがって、多層セラミック PCB を使用するより多くの潜在的なアプリケーションがあります。

シミュレーション/デジタル PCB

さまざまなコンピューティング企業が、低温セラミック回路 (LTCC) ボードを使用して、優れた回路追跡機能を備えた高度なシミュレーションおよびデジタル ボードを作成しています。 パーソナル コンピュータ企業は、LTCC を使用して多くの軽量回路を作成し、それによって製品の総重量を減らし、損傷を最小限に抑えています。

ソーラーパネル

HTCC と LTCC はどちらも、ソーラー パネルやその他の太陽光発電 (PV) 電気パネルの製造に使用されます。 太陽電池パネルは、多層セラミックプレート技術を使用して、寿命と十分な熱伝導率を確保します。

電気送信機

ワイヤレス給電および充電モジュールはますます一般的になり、民生用電子機器になりつつあります。 これらのデバイスは、独自の熱性能と熱放散セラミック基板により、セラミック PCB 技術で構築されています。

セラミック回路基板は電磁場を生成するために使用され、エネルギーは電磁場を介して受信機と送信機の間で伝送されます。 誘導コイルは、元の電磁場から電気を送信し、それを受信回路の電流に変換するのに役立ちます。 一般に、レシーバ回路はセラミック ベースの PCB 材料でできています。

半導体クーラー

電子機器の小型化がますます進んでいます。 家電の小型化の背景には半導体チップがあり、半導体チップは年々小型化が進んでいます。 半導体チップは、マイクロ製造技術を使用して、最高のトラッキング機能を維持しながら、より高速な統合を実現します。 従来の PCB は、最新の半導体チップに必要な回路機能を満たすことができません。 しかし、セラミックベースの半導体回路の出現により、マイクロ回路コンポーネント間の優れた統合と性能が実現しました。 したがって、セラミック PCB 基板は通常、半導体技術の未来と考えられています。

ハイパワーLED

セラミック基板は、ハイパワー LED ライトに最適なベースを提供します。 従来の PCB とは異なり、セラミック回路は厚膜技術を使用して熱効率を最大化します。 その結果、LED ライトによって発生する熱 (LED のカロリーの約 70%) は、回路の動作効率に影響しません。 つまり、セラミック回路のみが、LED グローに必要な熱効率レベルを提供できます。 LED がセラミック回路上に構築されている場合、熱界面材料 (ラジエーターとも呼ばれます) はありません。 したがって、メーカーがセラミック回路を使用する場合、LED ライトの製造と維持に必要な材料は少なくなります。

セラミック基板タイプ

アルミナ

AL2O3 およびメタル ベース PCB とも呼ばれます。 アルミナはPCBタイプです。 アルミニウム金属と銅層の間にディーゼル熱伝導性と電気絶縁材料を使用しています。 これは、熱放散と全体的な温度の維持と制御を含む好ましい PCB です。 アルミニウム構造は通常、3 層で構成されています。 約 1 ～ 10 オンスの銅回路層。 厚く、熱伝導性と電気絶縁材料で作られた絶縁層と、銅またはアルミニウムベースで作られたベース層。 アルミニウム PCB にはいくつかの種類があります。 柔軟タイプ、混合タイプ、多層、細孔タイプがあります。

アイン

窒化アルミニウムとも呼ばれるアインは、新素材であり、ビジネスベースの製品として開発されました。 過去20年間、複製と制御の特徴があります。 アインは、優れた誘電性能、低い熱膨張係数、高い熱伝導率、および通常の半導体クラフト化学薬品に対する非反応性を備えているため、有効な選択です。 窒化アルミニウム PCB は、通常、ラジエーター、マイクロ波機器のパッケージング、金属加工コンポーネントの溶融、電子パッケージング基板、半導体加工室の固定デバイスおよび絶縁体に使用されます。