PCB Seramik

Bahan biasa termasuk aluminium oksida (Al₂O₃, ketulenan 60%-96%), aluminium nitrida (AlN), dan berilium oksida (BeO, digantikan secara beransur-ansur kerana ketoksikan). 96% aluminium oksida menyumbang lebih 60% aplikasi.

Al₂O₃ (96%) adalah lebih kurang 25W/m・K, AlN mencapai 170-230W/m・K, dan berilium oksida (BeO) adalah lebih kurang 250W/m・K.

Aluminium oksida (6-7 ppm/°C), aluminium nitrida (4.5 ppm/°C), jauh lebih rendah daripada FR4 iaitu 18-22 ppm/°C.

Pada suhu bilik, rintangan penebat substrat Al₂O₃ ialah >10¹⁴Ω, dan substrat AlN ialah >10¹³Ω.

Pemalar dielektrik bagi 96% aluminium oksida adalah kira-kira 9.8 (1MHz), dan bagi AlN adalah kira-kira 8.5 (1MHz).

Suhu operasi: -55℃~300℃, boleh menahan suhu tinggi jangka pendek melebihi 800℃.

Kekerasan Mohs ialah 6-9, aluminium oksida (96%) mencapai tahap 7, dengan kesukaran pemprosesan yang tinggi.

Al₂O₃ (96%) adalah lebih kurang 3.85g/cm³, dan AlN adalah lebih kurang 3.26g/cm³.

Kehilangan dielektrik rendah (tanδ

Kadar penyerapan air

Proses filem tebal (percetakan skrin), proses filem nipis (percikan/penyejatan), proses pembakaran bersama (HTCC/LTCC), dsb.

Suhu sintering HTCC ialah 1500-1600℃, LTCC ialah 850-900℃; LTCC boleh mengintegrasikan komponen pasif dengan kos yang lebih tinggi.

Proses filem nipis boleh mencapai lebar/jarak garisan 10μm/10μm, dan proses filem tebal adalah kira-kira 100μm/100μm.

Diameter lubang minimum untuk penggerudian laser ialah 50μm, dan untuk penggerudian mekanikal ialah 100μm.

Kuprum ikatan langsung (DBC), pematerian logam aktif (AMB), percetakan filem tebal.

Ketebalan lapisan tembaga biasa ialah 0.1-0.3mm, sehingga maksimum 0.5mm.

Kekuatan ikatan >25N/mm, masa kitaran haba melebihi 1000 kali ganda (-40℃~150℃).

Proses filem nipis Ra

Pemotongan laser, pemotongan dadu, pemotongan mekanikal. Ketepatan pemotongan laser ialah ±25μm.

Hasil proses filem nipis adalah kira-kira 85%-90%, dan proses filem tebal adalah kira-kira 90%-95%.

Elakkan reka bentuk sudut lancip, jejari fillet ≥0.2mm; tambah lubang pelesapan haba di kawasan yang mempunyai tegasan haba pekat.

Melalui ikatan cip flip, ikatan dawai, kimpalan eutektik, dan sebagainya. Ikatan cip flip mempunyai rintangan haba serendah 0.5℃/W.

Stesen pangkalan 5G (kehilangan isyarat

Kurangkan rintangan haba. Penggunaan substrat AlN dalam modul IGBT boleh mengurangkan rintangan haba kepada 1.5℃/W.

Boleh digunakan dalam unit kawalan enjin (ECU), dengan rintangan suhu tinggi dan rintangan getaran yang sangat baik.

Substrat pelesapan haba LED berkuasa tinggi, dengan rintangan haba yang boleh dikurangkan kepada bawah 3℃/W.

Untuk kerajang tembaga 1oz di bawah kenaikan suhu 10℃, lebar garisan 1mm boleh membawa kira-kira 2A.

Disusun melalui proses pembakaran bersama, LTCC boleh mencapai lebih daripada 100 lapisan paling banyak.

Kekuatan lenturan Al₂O₃ (96%) >300MPa, dan AlN >350MPa.

Rintangan sinaran (boleh menahan dos 10⁶Gy), ringan (ketumpatan kira-kira 1/3 substrat logam).

Ujian kitaran terma (-40℃~125℃, 1000 kali), ujian haba lembap (85℃/85% RH, 1000j).

Keretakan lapisan penglogaman (masa kitaran kegagalan substrat Al₂O₃ DBC kira-kira 500-800 kali).

Ketebalan 1mm boleh menahan ≥5kV, voltan permulaan pelepasan separa >2kV.

Ujian pengelupasan pita (pita 3M 610), tiada lapisan logam tertanggal.

Di bawah keadaan kerja biasa, ia boleh mencapai lebih daripada 10 tahun, dan dalam persekitaran suhu tinggi dan kelembapan tinggi, ia dipendekkan kepada 5 tahun.

Pengesanan sinar-X, mikroskop pengimbasan ultrasonik (C-SAM), dengan resolusi sehingga 10μm.

Getaran sinusoidal 5-2000Hz, pecutan 5g, tahan 2 jam tanpa retakan.

Ujian semburan garam 96 jam (larutan NaCl 5%), tiada kakisan pada lapisan penglogaman.

Model badan manusia (HBM) >2kV, model mesin (MM) >200V.

-40℃~150℃, masa penukaran

Kos substrat seramik adalah 5-10 kali ganda daripada FR4, terutamanya disebabkan oleh bahan dan proses yang kompleks.

Pengeluaran besar-besaran, pengoptimuman proses (seperti menggunakan filem tebal dan bukannya filem nipis), memilih bahan berkos rendah (seperti 60% aluminium oksida).

Prestasi penebat yang lebih baik (substrat logam memerlukan lapisan penebat), dan pekali pengembangan haba lebih sepadan dengan cip.

Aluminium oksida (60%)

Jenis bahan, kerumitan proses, bilangan lapisan, saiz, kuantiti pesanan.

Boleh dicapai melalui proses tegar-fleksibel, dengan peningkatan kos sebanyak 20%-30%.

Ia menyumbang kira-kira 15%-20% daripada jumlah kos, dan peningkatan hasil dapat mengurangkannya dengan ketara.

Apabila kuantiti pesanan melebihi 5,000 keping, kos seunit berkurangan dengan ketara.

Kitaran pembangunan yang panjang (3-6 bulan), kos acuan yang tinggi (kira-kira 50,000-100,000 yuan).

Prestasi pelesapan haba substrat AlN adalah 3 kali ganda daripada PCB berasaskan aluminium, tetapi kosnya 4 kali ganda lebih tinggi

Dilekatkan dengan skru atau dilekatkan dengan pelekat konduktif haba (rintangan haba

Suhu puncak pematerian aliran semula: 240-260℃, tempoh

Boleh digunakan semula, tetapi suhu tinggi boleh menyebabkan keretakan seramik dengan kadar kejayaan kira-kira 70%.

Bersihkan dengan pembersihan ultrasonik IPA (isopropil alkohol) selama

Kekalkan kelembapan persekitaran operasi pada 40%-60% dan pakai gelang tangan anti-statik.

Pilih bahan dengan pekali pengembangan haba yang serupa dan isi ruang dengan gris silikon konduktif haba.

Tidak digalakkan, kerana tekanan haba boleh menyebabkan keretakan seramik.

Tork untuk skru M3: 0.8-1.2N・m untuk mengelakkan kepekatan tegasan.

Kesan titik panas melalui pengimejan terma inframerah dan semak ketersambungan melalui ujian rintangan.

Penyimpanan: kelembapan

IPC-6012 (Spesifikasi Prestasi untuk Papan Bercetak Tegar), MIL-P-55110 (Standard Ketenteraan).

Pensijilan UL (kalis api), pensijilan RoHS (bebas bahan berbahaya), ISO 9001.

Memenuhi ujian persekitaran MIL-STD-810G dengan keperluan rintangan getaran dan hentaman yang ketat.

Memerlukan pensijilan AEC-Q100 (cip) dan AEC-Q200 (komponen pasif).

Mematuhi peraturan REACH EU, yang mengehadkan penggunaan bahan berbahaya seperti plumbum dan kadmium.

Penarafan UL 94 V-0 (tiada penyebaran api), indeks oksigen >30%.

Mematuhi sistem pengurusan kualiti peranti perubatan ISO 13485.

Memerlukan pensijilan sistem pengurusan kualiti aeroangkasa AS9100.

Mematuhi piawaian sinaran elektromagnet EN 55032, pelepasan yang dialirkan

Badan pensijilan pihak ketiga: SGS, TÜV, Intertek.

Periksa proses ikatan (cth., pengoksidaan kerajang kuprum DBC) dan proses semula permukaannya.

Isikan retakan kecil dengan resin epoksi; gantikan substrat untuk retakan yang teruk.

Laraskan profil suhu pematerian dan kawal aktiviti fluks (gred RA).

Optimumkan pendawaian, gunakan bahan pemalar dielektrik rendah dan tambahkan lapisan pembumian.

Periksa laluan pengaliran haba dan uji rintangan haba (sasaran

Proses pensinteran yang tidak sekata atau pelepasan tegasan haba yang tidak mencukupi; optimumkan proses pembuatan.

Bersihkan dengan plasma untuk membuang sisa organik.

Ujian rintangan penebat (1000V DC) untuk mencari titik kebocoran.

Kukuhkan salutan pelindung (contohnya, penyaduran nikel-emas) dan elakkan gas menghakis.

Tingkatkan ketebalan substrat (≥0.5mm) dan optimumkan reka bentuk sudut.

Penipisan (

Silikon nitrida (Si₃N₄), dengan kekonduksian terma yang tinggi (100W/m・K) dan kekuatan.

Percetakan 3D seramik telah merealisasikan struktur pelesapan haba yang kompleks dengan ketepatan 50μm.

Optimumkan taburan haba melalui algoritma simulasi, memendekkan kitaran reka bentuk sebanyak 30%.

Digunakan dalam modul kuasa SiC dengan kadar pertumbuhan pasaran tahunan lebih 20%.

Kerugian dielektrik yang rendah memenuhi keperluan komunikasi frekuensi tinggi, dengan permintaan dijangka meningkat 50% menjelang 2025.

Pes filem tebal berasaskan air menggantikan pelarut organik untuk mengurangkan pelepasan VOC.

Kesukaran dalam memadankan pekali pengembangan haba, memerlukan bahan lapisan penimbal.

Litografi EUV mencapai litar peringkat 10nm, yang kini berada di peringkat makmal.

Kestabilan tinggi pada suhu rendah boleh menjadikannya pembawa cip kuantum.

Rintangan suhu maksimum: 800℃, memerlukan bahan penglogaman suhu tinggi (contohnya, kaedah molibdenum-mangan).

Tahan tekanan 100MPa dan capai perlindungan IP68 melalui pasu.

Gunakan seramik tahan sinaran (contohnya, silikon karbida) untuk melindungi sinaran neutron.

Kawal impedans ciri (50Ω) dan kurangkan kehilangan dielektrik (tanδ

Mengguna pakai struktur pelesapan haba mikro saluran dengan ketumpatan fluks haba sehingga 100W/cm².

Pempasifan permukaan diperlukan, mematuhi ujian biologi ISO 10993.

Rintangan dan penebat suhu tinggi, meningkatkan kecekapan sistem sebanyak 1%-2%.

Memenuhi keperluan penebat DC voltan tinggi (HVDC), voltan tahan ≥10kV.

Gunakan kurungan penyerap hentakan dan elakkan frekuensi pengujaan luaran untuk frekuensi semula jadi.

Berintegrasi dengan cip MEMS untuk mencapai pengecilan dan reka bentuk kuasa rendah