W tym poście na blogu przyjrzymy się głównym materiałom używanym do produkcji płytek ceramicznych i omówimy ich znaczenie dla osiągnięcia optymalnej wydajności.
Przy produkcji płytek ceramicznych różnorodne materiały odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu ich funkcjonalności i niezawodności. Ceramiczne płytki drukowane, znane również jako ceramiczne płytki drukowane (PCB), są szeroko stosowane w różnych gałęziach przemysłu, w tym w elektronice, przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym, ze względu na ich doskonałą przewodność cieplną, wysoką temperaturę roboczą i doskonałe właściwości elektryczne.
Ceramiczne płytki drukowane składają się głównie z kombinacji materiałów ceramicznych i metali, starannie dobranych tak, aby spełniały specyficzne wymagania różnych zastosowań.
1. Podłoże ceramiczne:
Podstawą płytki ceramicznej jest podłoże ceramiczne, które stanowi podstawę dla wszystkich pozostałych elementów. Tlenek glinu (Al2O3) i azotek glinu (AlN) to najczęściej stosowane materiały ceramiczne. Tlenek glinu ma doskonałą wytrzymałość mechaniczną, wysoką przewodność cieplną i dobrą izolację elektryczną, dzięki czemu nadaje się do szerokiego zakresu zastosowań. Z drugiej strony azotek glinu zapewnia doskonałą przewodność cieplną i właściwości rozszerzalności cieplnej, dzięki czemu idealnie nadaje się do zastosowań wymagających wydajnego odprowadzania ciepła.
2. Ślady przewodzące:
Ślady przewodzące odpowiadają za przenoszenie sygnałów elektrycznych pomiędzy różnymi elementami na płytce drukowanej. W ceramicznych płytkach drukowanych do tworzenia tych ścieżek wykorzystuje się przewodniki metalowe, takie jak złoto, srebro lub miedź. Metale te wybrano ze względu na ich wysoką przewodność elektryczną i kompatybilność z podłożami ceramicznymi. Złoto jest ogólnie preferowane ze względu na doskonałą odporność na korozję i stabilne właściwości elektryczne, szczególnie w zastosowaniach o wysokiej częstotliwości.
3. Warstwa dielektryczna:
Warstwy dielektryczne odgrywają kluczową rolę w izolowaniu ścieżek przewodzących oraz zapobieganiu zakłóceniom sygnału i zwarciom. Najpopularniejszym materiałem dielektrycznym stosowanym w ceramicznych płytkach drukowanych jest szkło. Szkło ma doskonałe właściwości elektroizolacyjne i można je nakładać cienką warstwą na podłoża ceramiczne. Ponadto warstwę szkła można dostosować tak, aby miała określoną wartość stałej dielektrycznej, co pozwala na precyzyjną kontrolę właściwości elektrycznych płytki drukowanej.
4. Maska lutownicza i obróbka powierzchni:
Maskę lutowniczą nakłada się na ścieżki przewodzące, aby chronić je przed czynnikami środowiskowymi, takimi jak kurz, wilgoć i utlenianie. Maski te są zazwyczaj wykonane z materiałów na bazie żywic epoksydowych lub poliuretanów, które zapewniają izolację i ochronę. Stosuj obróbkę powierzchni, taką jak cyna zanurzeniowa lub złocenie, aby poprawić lutowność płytki i zapobiec utlenianiu odsłoniętych śladów miedzi.
5. Za pomocą materiału wypełniającego:
Przelotki to małe otwory wywiercone w płytce drukowanej, które umożliwiają połączenia elektryczne pomiędzy różnymi warstwami płytki. W ceramicznych płytkach drukowanych do wypełnienia tych otworów stosuje się materiały przelotowe, które zapewniają niezawodną przewodność elektryczną. Powszechnie stosowane materiały wypełniające obejmują pasty przewodzące lub wypełniacze wykonane ze srebra, miedzi lub innych cząstek metalu zmieszane z wypełniaczami szklanymi lub ceramicznymi. Ta kombinacja zapewnia stabilność elektryczną i mechaniczną, zapewniając silne połączenie pomiędzy różnymi warstwami.
Podsumowując
Produkcja płytek ceramicznych polega na łączeniu materiałów ceramicznych, metali i innych specjalistycznych substancji. Jako substraty stosuje się tlenek glinu i azotek glinu, natomiast jako ścieżki przewodzące stosuje się metale, takie jak złoto, srebro i miedź. Szkło działa jak materiał dielektryczny, zapewniając izolację elektryczną, a epoksydowa lub poliuretanowa maska lutownicza chroni ścieżki przewodzące. Połączenie pomiędzy różnymi warstwami odbywa się za pomocą materiału wypełniającego składającego się z pasty przewodzącej i wypełniaczy.
Zrozumienie materiałów używanych do produkcji płytek ceramicznych ma kluczowe znaczenie dla inżynierów i projektantów przy opracowywaniu wydajnych i niezawodnych urządzeń elektronicznych. Wybór odpowiedniego materiału zależy od konkretnych wymagań aplikacji, takich jak przewodność cieplna, właściwości elektryczne i warunki środowiskowe. Wykorzystując unikalne właściwości każdego materiału, ceramiczne płytki drukowane nadal rewolucjonizują różne gałęzie przemysłu dzięki doskonałej wydajności i trwałości.
Czas publikacji: 25 września 2023 r
Z powrotem
