Confiabilidade do substrato cerâmico

Confiabilidade do substrato cerâmico

PCB cerâmico (substrato cerâmico) refere-se a uma placa de processo especial onde a folha de cobre é diretamente ligada à superfície (simples ou dupla) de substrato cerâmico de alumina (Al2O3) ou nitreto de alumínio (AlN) em alta temperatura. O substrato composto ultrafino tem excelente desempenho de isolamento elétrico, alta condutividade térmica, excelente soldagem e alta força de adesão, e pode ser gravado em uma variedade de gráficos como placa PCB, com grande capacidade de transporte de corrente. Portanto, o substrato cerâmico se tornou o material básico da tecnologia de estrutura de circuito eletrônico de alta potência e tecnologia de interconexão, que é adequada para produtos com alto valor calórico (LED de alto brilho, energia solar), e sua excelente resistência às intempéries pode ser aplicada a ambientes externos adversos.

Principais produtos de aplicação: placa de suporte de LED de alta potência, luzes LED, luzes de rua LED, inversor solar

Características do substrato cerâmico:

Estrutura: Excelente resistência mecânica, baixa deformação, coeficiente de expansão térmica próximo ao da pastilha de silício (nitreto de alumínio), alta dureza, boa processabilidade, alta precisão dimensional

Clima: Adequado para ambientes de alta temperatura e umidade, alta condutividade térmica, boa resistência ao calor, resistência à corrosão e ao desgaste, resistência aos raios UV e ao amarelecimento

Química: Sem chumbo, não tóxico, boa estabilidade química

Elétrica: alta resistência de isolamento, fácil metalização, gráficos de circuito e forte adesão

Mercado: Materiais abundantes (argila, alumínio), fácil de fabricar, preço baixo

Comparação das características térmicas do material PCB (condutividade):

Placa de fibra de vidro (PCB tradicional): 0,5 W/mK, substrato de alumínio: 1~2,2 W/mK, substrato de cerâmica: 24[alumina]~170[nitreto de alumínio] W/mK

Coeficiente de transferência de calor do material (unidade W/mK):

Resina: 0,5, alumina: 20-40, carboneto de silício: 160, alumínio: 170, nitreto de alumínio: 220, cobre: ​​380, diamante: 600

Classificação do processo de substrato cerâmico:

De acordo com a linha, o processo do substrato cerâmico é dividido em: película fina, película espessa, cerâmica multicamadas de baixa temperatura (LTCC)

Processo de Filme Fino (DPC): Controle preciso do projeto do circuito do componente (largura da linha e espessura do filme)

Processo de filme espesso (filme espesso): para fornecer dissipação de calor e condições climáticas

Cerâmica multicamadas co-queimada de baixa temperatura (HTCC): O uso de cerâmica de vidro com baixa temperatura de sinterização, baixo ponto de fusão, alta condutividade de características de co-queima de metais preciosos, substrato cerâmico multicamadas) e montagem.

Cerâmicas multicamadas de baixa temperatura co-queimadas (LTCC): empilhe vários substratos cerâmicos e incorpore componentes passivos e outros ics

Processo de substrato cerâmico de filme fino:

· Pré-tratamento → pulverização catódica → revestimento fotorresistente → revelação da exposição → galvanoplastia → remoção do filme

· Laminação → prensagem a quente → desengorduramento → queima do substrato → formação do padrão do circuito → queima do circuito

· Laminação → padrão de circuito impresso de superfície → prensagem a quente → desengorduramento → co-queima

· Gráficos de circuito impresso → laminação → prensagem a quente → desengorduramento → co-queima

Condições de teste de confiabilidade do substrato cerâmico:

Operação em alta temperatura do substrato cerâmico: 85℃

Operação em baixa temperatura do substrato cerâmico: -40℃

Substrato cerâmico choque térmico e frio:

1. 155℃(15min)←→-55℃(15min)/300 ciclos

2. 85 ℃ (30 min) por favor - - 40 ℃ (30 min)/RAMP: 10 min (12,5 ℃ / min) / 5 ciclos

Adesão do substrato cerâmico: Cole na superfície da placa com fita 3M#600. Após 30 segundos, rasgue rapidamente em uma direção de 90° com a superfície da placa.

Experimento de tinta vermelha em substrato cerâmico: Ferva por uma hora, impermeável

Equipamento de teste:

1. Câmara de teste de calor úmido de alta e baixa temperatura

2. Câmara de teste de choque térmico e frio tipo gás de três caixas