Produksjon av keramiske kretskort: Hvilke materialer brukes?

I dette blogginnlegget vil vi utforske hovedmaterialene som brukes i produksjonen av keramiske kretskort og diskutere deres betydning for å oppnå optimal ytelse.

Ved produksjon av keramiske kretskort spiller en rekke materialer en viktig rolle for å sikre deres funksjonalitet og pålitelighet. Keramiske kretskort, også kjent som keramiske kretskort (PCB), er mye brukt i ulike bransjer, inkludert elektronikk, romfart og bilindustrien på grunn av deres utmerkede varmeledningsevne, høye driftstemperatur og overlegne elektriske egenskaper.

Keramiske kretskort er hovedsakelig sammensatt av en kombinasjon av keramiske materialer og metaller, nøye utvalgt for å møte de spesifikke kravene til forskjellige bruksområder.

1. Keramisk underlag:

Grunnlaget for et keramisk kretskort er det keramiske underlaget, som danner grunnlaget for alle andre komponenter. Aluminiumoksid (Al2O3) og aluminiumnitrid (AlN) er de mest brukte keramiske materialene. Alumina har utmerket mekanisk styrke, høy varmeledningsevne og god elektrisk isolasjon, noe som gjør den egnet for et bredt spekter av bruksområder. Aluminiumnitrid, på den annen side, tilbyr utmerket varmeledningsevne og termiske ekspansjonsegenskaper, noe som gjør det ideelt for applikasjoner som krever effektiv varmeavledning.

2. Ledende spor:

Ledende spor er ansvarlige for å bære elektriske signaler mellom forskjellige komponenter på et kretskort. I keramiske kretskort brukes metallledere som gull, sølv eller kobber for å lage disse sporene. Disse metallene ble valgt for deres høye elektriske ledningsevne og kompatibilitet med keramiske underlag. Gull er generelt foretrukket for sin utmerkede korrosjonsmotstand og stabile elektriske egenskaper, spesielt i høyfrekvente applikasjoner.

3. Dielektrisk lag:

Dielektriske lag er kritiske for å isolere ledende spor og forhindre signalforstyrrelser og kortslutninger. Det vanligste dielektriske materialet som brukes i keramiske kretskort er glass. Glass har utmerkede elektriske isolerende egenskaper og kan avsettes som et tynt lag på keramiske underlag. I tillegg kan glasslaget tilpasses til å ha en spesifikk dielektrisk konstant verdi, noe som tillater presis kontroll av de elektriske egenskapene til kretskortet.

4. Loddemaske og overflatebehandling:

Loddemaske påføres på toppen av de ledende sporene for å beskytte dem mot miljøfaktorer som støv, fuktighet og oksidasjon. Disse maskene er vanligvis laget av epoksy- eller polyuretanbaserte materialer som gir isolasjon og beskyttelse. Bruk overflatebehandlinger som fordypningstinn eller gullbelegg for å forbedre platens loddeevne og forhindre oksidasjon av eksponerte kobberspor.

5. Via fyllmateriale:

Viaer er små hull boret gjennom et kretskort som tillater elektriske forbindelser mellom forskjellige lag av kortet. I keramiske kretskort brukes viafyllingsmaterialer for å fylle disse hullene og sikre pålitelig elektrisk ledningsevne. Vanlige via fyllmaterialer inkluderer ledende pastaer eller fyllstoffer laget av sølv, kobber eller andre metallpartikler, blandet med glass eller keramiske fyllstoffer. Denne kombinasjonen gir elektrisk og mekanisk stabilitet, og sikrer en sterk forbindelse mellom de forskjellige lagene.

Oppsummert

Produksjonen av keramiske kretskort involverer en kombinasjon av keramiske materialer, metaller og andre spesialiserte stoffer. Aluminiumoksid og aluminiumnitrid brukes som underlag, mens metaller som gull, sølv og kobber brukes til ledende spor. Glasset fungerer som et dielektrisk materiale, og gir elektrisk isolasjon, og en epoksy- eller polyuretanloddemaske beskytter de ledende sporene. Forbindelsen mellom de ulike lagene etableres gjennom et fyllmateriale bestående av ledende pasta og fyllstoffer.

Å forstå materialene som brukes i produksjonen av keramiske kretskort er avgjørende for ingeniører og designere for å utvikle effektive og pålitelige elektroniske enheter. Valg av riktig materiale avhenger av spesifikke brukskrav som termisk ledningsevne, elektriske egenskaper og miljøforhold. Ved å utnytte de unike egenskapene til hvert materiale, fortsetter keramiske kretskort å revolusjonere ulike bransjer med sin overlegne ytelse og holdbarhet.