Керамикалық PCB

Жалпы материалдарға алюминий оксиді (Al₂O₃, тазалығы 60%-96%), алюминий нитриді (AlN) және бериллий оксиді (BeO, уыттылығына байланысты біртіндеп ауыстырылады) жатады. Қолданудың 60%-дан астамын алюминий оксиді құрайды.

Al₂O₃ (96%) шамамен 25 Вт/м・К, AlN 170-230 Вт/м・К жетеді, ал бериллий оксиді (BeO) шамамен 250 Вт/м・К құрайды.

Алюминий оксиді (6-7 ppm/°C), алюминий нитриді (4,5 ppm/°C), FR4-тің 18-22 ppm/°C көрсеткішінен әлдеқайда төмен.

Бөлме температурасында Al₂O₃ негіздерінің оқшаулағыш кедергісі >10¹⁴Ω, ал AlN негіздерінікі >10¹³Ω.

96% алюминий оксидінің диэлектрлік өтімділігі шамамен 9,8 (1 МГц), ал AlN-дікі шамамен 8,5 (1 МГц) құрайды.

Жұмыс температурасы: -55℃ ~ 300℃, 800℃-тан асатын қысқа мерзімді жоғары температураға төтеп бере алады.

Мохс қаттылығы 6-9, алюминий оксиді (96%) 7-ші деңгейге жетеді, өңдеу қиындығы жоғары.

Al₂O₃ (96%) шамамен 3,85 г/см³, ал AlN шамамен 3,26 г/см³ құрайды.

Диэлектрлік шығын аз (танδ

Су сіңіру деңгейі

Қалың пленкалы процесс (трафареттік басып шығару), жұқа пленкалы процесс (шашырату/булану), бірлесіп жағу процесі (HTCC/LTCC) және т.б.

HTCC күйдіру температурасы 1500-1600℃, LTCC 850-900℃; LTCC жоғары құны бар пассивті компоненттерді біріктіре алады.

Жұқа пленкалы процесс сызық енін/аралықтарын 10 мкм/10 мкм-ге дейін жеткізе алады, ал қалың пленкалы процесс шамамен 100 мкм/100 мкм құрайды.

Лазерлік бұрғылау үшін ең аз тесік диаметрі 50 мкм, ал механикалық бұрғылау үшін 100 мкм.

Мысты тікелей байланыстыру (ТТБ), белсенді металды дәнекерлеу (БМД), қалың пленкалы басып шығару.

Мыс қабатының қалыңдығы әдетте 0,1-0,3 мм, ең көбі 0,5 мм.

Байланыс беріктігі > 25Н/мм, жылу циклінің уақыты 1000 еседен асады (-40℃~150℃).

Жұқа пленкалы әдіс Ra

Лазерлік кесу, турау, механикалық кесу. Лазерлік кесу дәлдігі ±25 мкм.

Жұқа пленкалы өңдеу өнімділігі шамамен 85%-90%, ал қалың пленкалы өңдеу шамамен 90%-95% құрайды.

Өткір бұрыштық дизайннан аулақ болыңыз, филе радиусы ≥0,2 мм; шоғырланған жылу кернеуі бар жерлерде жылу тарату тесіктерін қосыңыз.

Чиптерді жалғау, сымдарды жалғау, эвтектикалық дәнекерлеу және т.б. арқылы жүзеге асырылады. Чиптерді жалғау 0,5℃/W дейін жылу кедергісіне ие.

5G базалық станциялары (сигнал жоғалуы

Жылу кедергісін азайтыңыз. IGBT модульдерінде AlN негіздерін пайдалану жылу кедергісін 1,5℃/W дейін төмендетуі мүмкін.

Қозғалтқышты басқару блоктарында (ЭБУ) қолдануға болады, жоғары температураға және дірілге төзімділігі жоғары.

Жылу кедергісі 3℃/W төмен дейін төмендетілетін жоғары қуатты жарықдиодты жылу таратушы негіздері.

10°C температура көтерілген кезде 1 унция мыс фольга үшін 1 мм сызық ені шамамен 2А ток өткізе алады.

Бірлесіп жағу процестері арқылы жинақталған LTCC ең көбі 100 қабатқа қол жеткізе алады.

Al₂O₃ (96%) >300 МПа және AlN >350 МПа иілу беріктігі.

Радиацияға төзімділік (10⁶Gy дозасына төтеп бере алады), жеңіл (тығыздығы металл негіздердің шамамен 1/3 бөлігі).

Жылулық цикл сынағы (-40℃~125℃, 1000 рет), ылғалды жылу сынағы (85℃/85% RH, 1000 сағ).

Металлизация қабатының жарылуы (Al₂O₃ DBC негізінің бұзылу циклі шамамен 500-800 рет).

1 мм қалыңдығы ≥5 кВ-қа, ішінара разрядтың бастапқы кернеуі > 2 кВ-қа төтеп бере алады.

Таспаны аршып алу сынағы (3M 610 таспасы), металл қабатының ажырауы жоқ.

Қалыпты жұмыс жағдайында ол 10 жылдан астам уақытқа жетуі мүмкін, ал жоғары температура мен ылғалдылық жоғары ортада ол 5 жылға дейін қысқарады.

Рентгендік детектор, ультрадыбыстық сканерлеу микроскопы (C-SAM), ажыратымдылығы 10 мкм дейін.

Синусоидальды тербеліс 5-2000 Гц, үдеу 5 г, жарықтарсыз 2 сағатқа созылады.

96 сағаттық тұзды шашырату сынағы (5% NaCl ерітіндісі), металлдау қабатының коррозиясы жоқ.

Адам денесінің моделі (HBM) >2 кВ, машина моделі (MM) >200 В.

-40℃~150℃, түрлендіру уақыты

Керамикалық негіздердің құны FR4-ке қарағанда 5-10 есе қымбат, бұл негізінен күрделі материалдар мен процестерге байланысты.

Жаппай өндіріс, процесті оңтайландыру (мысалы, жұқа пленканың орнына қалың пленканы пайдалану), арзан материалдарды таңдау (мысалы, 60% алюминий оксиді).

Оқшаулау өнімділігі жақсырақ (металл негіздері оқшаулағыш қабаттарды қажет етеді), ал жылу кеңею коэффициенті чиптермен көбірек сәйкес келеді.

Алюминий оксиді (60%)

Материал түрі, процестің күрделілігі, қабаттар саны, өлшемі, тапсырыс саны.

Қатты икемді процесс арқылы қол жеткізуге болады, құны 20%-30%-ға артады.

Жалпы шығынның шамамен 15%-20%-ын құрайды, ал өнімділіктің артуы оны айтарлықтай төмендетуі мүмкін.

Тапсырыс саны 5000 данадан асқан кезде, бірлік құны айтарлықтай төмендейді.

Ұзақ даму циклі (3-6 ай), жоғары қалыптау құны (шамамен 50 000-100 000 юань).

AlN негіздерінің жылу тарату өнімділігі алюминий негізіндегі ПХД-ға қарағанда 3 есе жоғары, бірақ құны 4 есе жоғары.

Бұрандалармен бекітілген немесе жылу өткізгіш желіммен байланыстырылған (жылу кедергісі

Қайта ағып дәнекерлеудің шың температурасы: 240-260℃, ұзақтығы

Қайта өңдеуге болады, бірақ жоғары температура шамамен 70% сәттілік көрсеткішімен керамикалық жарылуды тудыруы мүмкін.

IPA (изопропил спирті) ультрадыбыстық тазалаумен

Жұмыс ортасының ылғалдылығын 40%-60% аралығында ұстаңыз және антистатикалық білезіктерді киіңіз.

Ұқсас термиялық кеңею коэффициенттері бар материалдарды таңдап, саңылауларды жылу өткізгіш силикон майымен толтырыңыз.

Ұсынылмайды, себебі термиялық кернеу керамикалық жарылуды тудыруы мүмкін.

M3 бұрандаларының айналу моменті: кернеудің шоғырлануын болдырмау үшін 0,8-1,2 Н・м.

Инфрақызыл термиялық бейнелеу арқылы ыстық нүктелерді анықтаңыз және кедергі сынағы арқылы қосылымды тексеріңіз.

Сақтау: ылғалдылық

IPC-6012 (Қатты басылған тақталарға арналған өнімділік сипаттамасы), MIL-P-55110 (Әскери стандарт).

UL сертификаты (отқа төзімді), RoHS сертификаты (қауіпті заттарсыз), ISO 9001.

MIL-STD-810G экологиялық сынағына дірілге және соққыға төзімділіктің қатаң талаптарына сай келіңіз.

AEC-Q100 (чиптер) және AEC-Q200 (пассивті компоненттер) сертификаттары талап етіледі.

Қорғасын және кадмий сияқты қауіпті заттарды пайдалануды шектейтін ЕО REACH ережелерін сақтаңыз.

UL 94 V-0 рейтингі (жалынның таралуы жоқ), оттегі индексі >30%.

ISO 13485 медициналық құрылғылардың сапа менеджменті жүйесіне сәйкес келеді.

AS9100 аэроғарыштық сапа менеджменті жүйесінің сертификатын талап етеді.

EN 55032 электромагниттік сәулелену стандарттарына сәйкес, өткізгіш шығарындылар

Үшінші тарап сертификаттау органдары: SGS, TÜV, Intertek.

Байланыстыру процесін тексеріңіз (мысалы, DBC мыс фольгасын тотығу) және бетін қайта өңдеңіз.

Кішігірім жарықшақтарды эпоксидті шайырмен толтырыңыз; ауыр жарықтар үшін негізді ауыстырыңыз.

Дәнекерлеу температурасының профилін реттеңіз және ағын белсенділігін басқарыңыз (RA дәрежесі).

Сымдарды оңтайландырыңыз, диэлектрлік тұрақтылығы төмен материалдарды пайдаланыңыз және жерге қосу қабаттарын қосыңыз.

Жылу өткізгіштік жолдарын тексеріп, жылу кедергісін тексеріңіз (нысаналы

Біркелкі емес күйдіру процесі немесе термиялық кернеуді азайту жеткіліксіз; өндіріс процесін оңтайландырыңыз.

Органикалық қалдықтарды кетіру үшін плазмамен тазалаңыз.

Ағып кету нүктелерін табу үшін оқшаулау кедергісін сынау (1000 В тұрақты ток).

Қорғаныш жабындарын нығайтыңыз (мысалы, никель-алтын жалату) және коррозиялық газдардан аулақ болыңыз.

Негіз қалыңдығын (≥0,5 мм) арттырыңыз және бұрыштық дизайнды оңтайландырыңыз.

Жұқарту (

Кремний нитриді (Si₃N₄), жоғары жылу өткізгіштікке (100 Вт/м・К) және беріктікке ие.

Керамикалық 3D басып шығару 50 мкм дәлдікпен күрделі жылу тарату құрылымдарын жүзеге асырды.

Модельдеу алгоритмдері арқылы жылулық үлестірімді оңтайландыру, жобалау циклін 30%-ға қысқарту.

SiC қуат модульдерінде жылдық нарықтық өсу қарқыны 20%-дан асатын кезде қолданылады.

Төмен диэлектрлік шығын жоғары жиілікті байланыс қажеттіліктерін қанағаттандырады, сұраныс 2025 жылға қарай 50%-ға өседі деп күтілуде.

Су негізіндегі қалың қабықшалы пасталар органикалық еріткіштерді ауыстырып, ұшқыш органикалық қосылыстардың шығарындыларын азайтады.

Термиялық кеңею коэффициенттерін сәйкестендірудегі қиындық, буферлік қабат материалдарын қажет етеді.

EUV литографиясы қазіргі уақытта зертханалық сатысында 10 нм деңгейлі тізбектерге қол жеткізеді.

Төмен температурадағы жоғары тұрақтылық оларды кванттық чиптердің тасымалдаушыларына айналдыруы мүмкін.

Максималды температураға төзімділік: 800℃, жоғары температуралы металлдау материалдарын қажет етеді (мысалы, молибден-марганец әдісі).

100 МПа қысымға төтеп береді және құмырамен отырғызу арқылы IP68 қорғанысына қол жеткізеді.

Нейтрондық сәулеленуді қорғау үшін радиацияға төзімді керамиканы (мысалы, кремний карбидін) пайдаланыңыз.

Сипаттамалық кедергіні (50Ω) басқарады және диэлектрлік шығынды азайтады (танδ

Жылу ағынының тығыздығы 100 Вт/см² дейінгі микроарналы жылу тарату құрылымдарын қолданыңыз.

ISO 10993 биологиялық сынағына сәйкес беттік пассивация қажет.

Жоғары температураға төзімділік және оқшаулау, жүйенің тиімділігін 1%-2%-ға арттырады.

Жоғары вольтты тұрақты ток (HVDC) оқшаулау талаптарына сай, ≥10 кВ кернеуге төтеп береді.

Соққыны сіңіретін кронштейндерді пайдаланыңыз және табиғи жиілік үшін сыртқы қоздыру жиіліктерінен аулақ болыңыз.

Миниатюризацияға және төмен қуатты дизайнға қол жеткізу үшін MEMS чиптерімен біріктіріңіз