इलेक्ट्रॉनिक उद्योग में होने के नाते, आप पारंपरिक पीसीबी की तुलना में सिरेमिक पीसीबी के बेहतर प्रदर्शन के इस नए प्रचार से चिंतित हो सकते हैं। यदि आप सोच रहे हैं कि सिरेमिक पीसीबी वास्तव में क्या है, इसके अनुप्रयोग क्या हैं, और इसका निर्माण कैसे किया जाता है, तो यह ब्लॉग आपके लिए ही है। इस ब्लॉग में, हम सिरेमिक पीसीबी के बारे में विस्तार से बताएंगे और देखेंगे कि वे पारंपरिक पीसीबी से किस प्रकार भिन्न हैं तथा आपकी सर्किट आवश्यकताओं के लिए आपको किसकी आवश्यकता है।
पारंपरिक पीसीबी अपने सब्सट्रेट, मुख्य रूप से फाइबरग्लास और एपॉक्सी के कारण गर्मी अपव्यय में बहुत खराब प्रदर्शन करते हैं। वे सर्किट के अंदर गर्मी को फँसाते हैं, जिससे तापमान बढ़ने पर उनमें खराबी आ जाती है, जो उन्हें उच्च प्रदर्शन वाले विद्युत घटकों के लिए एक खराब विकल्प बनाता है।
इलेक्ट्रॉनिक उद्योग को पारंपरिक पीसीबी की तुलना में बेहतर गर्मी को दूर करने के लिए बेहतर पीसीबी की आवश्यकता थी। इस बाजार की कमी को सिरेमिक पीसीबी द्वारा पूरा किया गया, जिसमें कम सीटीई और ढांकता हुआ स्थिरांक के साथ असाधारण गर्मी अपव्यय गुण हैं। आइये सिरेमिक पीसीबी के परिचय के साथ एक त्वरित सैर करें और देखें कि आपको सिरेमिक पीसीबी की आवश्यकता कब होती है।
सिरेमिक पीसीबी का परिचय
आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उद्योग में, एक PCB से यह अपेक्षा की जाती है कि वह गर्मी को बेहतर तरीके से फैलाए और उससे जुड़े विद्युत घटकों के लिए मजबूत यांत्रिक सहायता प्रदान करे। जबकि सिरेमिक PCB, जैसा कि नाम से पता चलता है, मूल रूप से सिरेमिक कोर से बना होता है। यह आमतौर पर सब्सट्रेट सामग्री के रूप में एल्युमिना, बेरिलियम ऑक्साइड और मैग्नीशियम एल्युमिनेट का उपयोग करता है। अन्य सिरेमिक कोर का उपयोग सिरेमिक PCB बनाने के लिए भी किया जाता है, जिसमें सिलिकॉन कार्बाइड, एल्यूमीनियम ऑक्साइड, बोरॉन नाइट्राइड और कई अन्य शामिल हैं। उचित सिरेमिक कोर का चयन सर्किट की आवश्यकताओं पर निर्भर करता है क्योंकि प्रत्येक सिरेमिक PCB सब्सट्रेट के अपने विशिष्ट गुण होते हैं जिनका वांछित आउटपुट प्राप्त करने के लिए सही तरीके से उपयोग किया जाता है।
सिरेमिक कोर के कुछ गुण इस प्रकार हैं:
1. अच्छी तापीय चालकता.
2. कम जंग.
3. उन्नत यांत्रिक शक्ति.
4. मोटी-पतली फिल्म प्रौद्योगिकी.
5. विशाल लघुकरण तकनीकें.
6. उच्च घनत्व सिरेमिक सर्किट बोर्ड अनुरेखण.
7. बहु-परत एकीकरण.
सिरेमिक पीसीबी बनाम पारंपरिक पीसीबी
अब सवाल यह उठता है कि सिरेमिक पीसीबी का इस्तेमाल कब करना चाहिए। वास्तव में, सिरेमिक पीसीबी हर तरह से पारंपरिक पीसीबी से बेहतर हैं। लेकिन लागत और गुणवत्ता कारक हमेशा पीसीबी के प्रकार पर निर्णय लेने के लिए केंद्रीय होते हैं। यदि आप कम खर्चीले समाधान की तलाश में हैं तो पारंपरिक पीसीबी आदर्श विकल्प होंगे। दूसरी ओर, यदि आप नाजुक उद्योगों में काम करते हैं जहाँ खतरे न के बराबर हैं तो सिरेमिक पीसीबी सबसे अच्छा विकल्प हैं क्योंकि वे पूरे समय निर्भरता और स्थायित्व प्रदान करते हैं।
या आप इन दोनों पीसीबी प्रकारों की तुलना कर सकते हैं और देख सकते हैं कि वे एक दूसरे से किस प्रकार भिन्न हैं।
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Feature
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सिरेमिक पीसीबी
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पारंपरिक पीसीबी
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सब्सट्रेट सामग्री
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एल्युमिना, बेरिलिया, सिलिकॉन कार्बाइड
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इपॉक्सी रेज़िन, फाइबरग्लास
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थर्मल प्रवाहकत्त्व
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बहुत ऊँचा
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निम्न
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मशीनी शक्ति
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उत्कृष्ट
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अच्छा
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आयामी स्थिरता
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उत्कृष्ट
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अच्छा
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विद्युतीय इन्सुलेशन
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उत्कृष्ट
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अच्छा
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लागत
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उच्चतर
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लोअर
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अनुप्रयोगों
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एयरोस्पेस, सैन्य, उच्च-शक्ति इलेक्ट्रॉनिक्स
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उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, सामान्य प्रयोजन अनुप्रयोग
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फायदे
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बेहतर थर्मल प्रबंधन, स्थायित्व, विश्वसनीयता
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कम लागत, बहुमुखी प्रतिभा
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नुकसान
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सीमित मात्रा में उपलब्ध
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अधिक गर्म होने की संभावना, कम यांत्रिक शक्ति
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जैसा कि ऊपर दी गई तालिका से स्पष्ट है, सिरेमिक पीसीबी पारंपरिक पीसीबी से कहीं बेहतर हैं। सिरेमिक पीसीबी सब्सट्रेट सामग्री सिरेमिक कोर से बनी होती है। ये कोर उच्च तापमान और उच्च आवृत्तियों पर भी अधिक कुशल होते हैं। मुक्त इलेक्ट्रॉनों के बिना, उनके पास संकेतों में हस्तक्षेप करने की बहुत कम संभावना होती है।
इसके अलावा, इपॉक्सी रेज़िन और फाइबरग्लास सामग्री समय के साथ नमी को अवशोषित करती है। हमने पारंपरिक पीसीबी में उच्च नमी अवशोषण और भौतिक विघटन भी देखा है। दूसरी ओर, सिरेमिक पीसीबी में नमी को अवशोषित करने की संभावना कम होती है, जिससे वे ऐसे वातावरण में अधिक स्थिर होते हैं जहाँ नमी सामान्य से अधिक होती है।
पारंपरिक पीसीबी कम महंगे हैं। लेकिन, खराब गर्मी अपव्यय गुणों के साथ, वे लघुकरण के मामले में एक व्यवहार्य विकल्प नहीं हैं। इसके विपरीत, सिरेमिक पीसीबी अपने उच्च घनत्व वाले डिज़ाइन के कारण इस संबंध में पारंपरिक लोगों से बेहतर हैं। इसलिए, सिरेमिक पीसीबी का उपयोग उन सर्किटों में किया जा सकता है जो आकार में बहुत छोटे हैं।
सिरेमिक पीसीबी के लाभ
Sखराब होना Hखाने Cप्रेरकत्व
सिरेमिक पीसीबी का सबसे प्रसिद्ध और उल्लेखनीय लाभ इसकी बेहतर ऊष्मा चालकता है। उच्च-शक्ति घनत्व वाले अनुप्रयोगों के लिए, जैसे कि आरएफ घटक, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स और एलईडी मॉड्यूल, जहां सुचारू विद्युत प्रदर्शन सुनिश्चित करने और किसी भी थर्मल रनवे को रोकने के लिए गर्मी को निकालना आवश्यक है, सिरेमिक पीसीबी की दृढ़ता से सलाह दी जाती है और इसका पक्ष लिया जाता है। इसके अलावा, सिरेमिक पीसीबी के साथ, लघु सर्किटरी की बात करें तो हाई-डेंसिटी इंटरकनेक्ट (HDI) को एकीकृत करना संभव है। चूंकि आपको किसी हीट सिंक की आवश्यकता नहीं है, इसलिए छोटे आकार के सर्किट बोर्ड के साथ काम करना आसान हो जाता है। इसके विपरीत, पारंपरिक पीसीबी के साथ, आपको बेहतर गर्मी अपव्यय के लिए उचित हीट सिंक सेटअप की आवश्यकता होती है जो अधिक स्थान घेरता है।
कम सीटीई
सिरेमिक प्रिंटेड सर्किट बोर्ड का दूसरा लाभ उनका कम तापीय विस्तार गुणांक (CTE) है। सिरेमिक मूल्य का यह CTE अर्धचालकों के CTE के बराबर है। इसके अलावा, मजबूत अंतर-परमाणु कनेक्शन इसे दक्षता से समझौता किए बिना उच्च तापमान पर अच्छी तरह से काम करने में सक्षम बनाता है।
सीमित परावैद्युत रिसाव
सिरेमिक पीसीबी में डाइइलेक्ट्रिक लीकेज सीमित है, आमतौर पर 0.001 से भी कम, यहां तक कि उच्च आवृत्तियों पर भी। यह गुण उन्हें 5G इंफ्रास्ट्रक्चर और माइक्रोवेव सर्किट सहित उच्च आवृत्ति उपकरणों में उपयोग करने की अनुमति देता है।
Tहरमल Sओल Resistance
सिरेमिक पीसीबी अत्यधिक तापमान पर बेहतर प्रदर्शन करते हैं और गर्मी को अच्छी तरह से नियंत्रित करते हैं। खास तौर पर एयरोस्पेस एवियोनिक्स उद्योग में, सिरेमिक पीसीबी डायरेक्ट डाई अटैचमेंट के लिए चिप-ऑन-बोर्ड (सीओबी) तकनीक का समर्थन करने की अपनी क्षमता के साथ बेहतर प्रदर्शन करते हैं।
सिरेमिक पीसीबी के प्रकार
इस खंड में, हम सिरेमिक PCB के चार प्रमुख प्रकारों पर चर्चा करेंगे। ये प्रकार केवल चार तक सीमित नहीं हैं, बल्कि कई सिरेमिक PCB सब्सट्रेट प्रकारों के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए, यहाँ PCB के लिए कुछ लोकप्रिय और अत्यधिक उपयोग किए जाने वाले सिरेमिक कोर दिए गए हैं।
एल्यूमिना (Al₂O₃) सिरेमिक पीसीबी
एल्युमिना अपनी कम लागत के कारण सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले सिरेमिक पीसीबी सब्सट्रेट में से एक है। इसकी तापीय चालकता 20-30 W/mK है, जो FR-65 से बने पारंपरिक पीसीबी की तुलना में 4 गुना अधिक है। यहाँ एल्युमिना सिरेमिक पीसीबी का सारांश दिया गया है।
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संपत्ति
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वैल्यू
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ऊष्मीय चालकता
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20-30 डब्लू/एमके
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अवाहक अचल
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~ 9.8
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तापीय प्रसार गुणांक (सीटीई)
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~7-8 पीपीएम/डिग्री सेल्सियस
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अनुप्रयोगों
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मध्यम-शक्ति उपकरण (जैसे, विद्युत आपूर्ति, ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स, आरएफ/माइक्रोवेव सर्किट)
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ताकत
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कम लागत, अच्छे तापीय, यांत्रिक और परावैद्युत गुण
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सीमाओं
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मध्यम ताप अपव्यय के कारण अत्यधिक शक्ति घनत्व के लिए आदर्श नहीं है
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एल्युमिनियम नाइट्राइड (AIN) सिरेमिक PCBs
एल्युमिना की तुलना में एल्युमिनियम नाइट्राइड सिरेमिक पीसीबी की निर्माण लागत अपेक्षाकृत अधिक है, लेकिन इसमें 140-180 W/mK के बीच असाधारण तापीय चालकता है, जो इसे उच्च-शक्ति और उच्च-आवृत्ति सर्किट के लिए एक आदर्श विकल्प बनाती है। एल्युमिनियम नाइट्राइड सिरेमिक पीसीबी के बारे में कुछ और जानकारी यहाँ दी गई है।
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संपत्ति
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वैल्यू
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ऊष्मीय चालकता
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140-180 डब्लू/एमके
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अवाहक अचल
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~ 8.9
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तापीय प्रसार गुणांक (सीटीई)
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~4.5 पीपीएम/°C (सिलिकॉन से काफी मेल खाता है)
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अनुप्रयोगों
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आरएफ एम्पलीफायर, उच्च शक्ति एलईडी, उन्नत अर्धचालक पैकेजिंग
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ताकत
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उत्कृष्ट तापीय चालकता और संकेत अखंडता
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सीमाओं
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उच्च विनिर्माण लागत
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बेरिलियम ऑक्साइड (BeO) सिरेमिक पीसीबी
बेरिलियम ऑक्साइड सिरेमिक पीसीबी में ऊष्मीय चालकता का उच्चतम मान होता है, जो 250 से 300 W/mK तक होता है, जो उन्हें उच्च तापमान पर उच्च प्रदर्शन की आवश्यकता वाले सर्किट में उपयोग करने के लिए एक आदर्श विकल्प बनाता है। यहाँ इसका संक्षिप्त अवलोकन दिया गया है।
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संपत्ति
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वैल्यू
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ऊष्मीय चालकता
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250-300 डब्लू/एमके
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अवाहक अचल
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~ 6.7
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तापीय प्रसार गुणांक (सीटीई)
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~7.5 पीपीएम/डिग्री सेल्सियस
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अनुप्रयोगों
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अत्यधिक शक्ति और उच्च आवृत्ति अनुप्रयोग (जैसे, आरएफ ट्रांसमीटर, रडार सिस्टम)
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ताकत
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सर्वोत्तम तापीय प्रदर्शन और परावैद्युत गुण
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सीमाओं
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स्वास्थ्य जोखिम, उच्च लागत के कारण विषाक्तता और कठोर हैंडलिंग आवश्यकताएं
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मैग्नीशियम एल्युमिनेट (MgAl₂O₄) सिरेमिक पीसीबी
बीईओ और एआईएन की तुलना में मैग्नीशियम एल्युमिनेट, जिसमें बहुत कम तापीय चालकता होती है, अधिक किफायती विकल्प है।
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संपत्ति
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वैल्यू
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ऊष्मीय चालकता
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25-30 W/mK (एल्यूमिना के समान)
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अवाहक अचल
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~9
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अनुप्रयोगों
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मध्यम-शक्ति आरएफ और माइक्रोवेव सिस्टम (जैसे, एयरोस्पेस इलेक्ट्रॉनिक्स, उपग्रह संचार)
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ताकत
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असाधारण यांत्रिक स्थिरता और आरएफ पारदर्शिता, थर्मल शॉक प्रतिरोध के लिए अच्छा
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सीमाओं
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AlN और BeO की तुलना में कम तापीय चालकता लेकिन मध्य-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए अधिक किफायती विकल्प
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सिरेमिक पीसीबी विनिर्माण प्रक्रिया
सिरेमिक पीसीबी के निर्माण के लिए सटीक चरणों की एक श्रृंखला का पालन करना आवश्यक है। इन सभी चरणों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि निर्मित सिरेमिक सर्किट बोर्ड अपने इच्छित उद्देश्य को पूरी तरह से पूरा करता है।
सिरेमिक पीसीबी के निर्माण में पहला कदम इसकी चालकता से जुड़ी आवश्यकताओं, आवश्यक शक्ति, कठोरता और गुणों का विश्लेषण करना है।
दूसरे, हमें आधार के रूप में एक उपयुक्त सिरेमिक पीसीबी सब्सट्रेट चुनने की आवश्यकता है। किसी भी अन्य उत्पाद की तरह, अलग-अलग सामग्री अलग-अलग ज़रूरतों के अनुरूप होती है। एल्युमिना बजट-सचेत परियोजनाओं के लिए एक लोकप्रिय विकल्प है। एल्युमिनियम नाइट्राइड और बेरिलियम ऑक्साइड तब काम आते हैं जब किसी प्रोजेक्ट के लिए उच्च तापीय चालकता की आवश्यकता होती है।
एक बार जब हमारे पास हमारे सिरेमिक पीसीबी के लिए सही आधार हो जाता है, तो सर्किट पर प्रिंट बनाने के लिए लेजर नक्काशी का समय आता है। ये नक्काशी बिजली के प्रवाह के लिए एक रास्ता बनाती है। फिर, सर्किट की जटिलता के आधार पर, हम आवश्यक प्रवाहकीय निशान बनाने के लिए मोटी या पतली फिल्म जमाव का उपयोग करते हैं।
अब सबसे महत्वपूर्ण चरण आता है - बोर्ड को बहुत ज़्यादा तापमान पर जलाना। यह तीव्र गर्मी सब कुछ एक साथ मिला देती है, जिससे यह एक सुसंगत इकाई बन जाती है।
लेकिन यह अभी तक पूरा नहीं हुआ है। सिरेमिक पीसीबी की यात्रा अन्य घटकों को जोड़ने के लिए माउंट बनाने के लिए छेद ड्रिल करके जारी रहती है - ठीक वैसे ही जैसे एक छोटा शहर बनाया जाता है। फिर, सिरेमिक पीसीबी को जंगरोधी कोटिंग से सुरक्षित किया जाता है।
अंत में, गुणवत्ता आश्वासन टीम सिरेमिक पीसीबी के निर्माण की पूरी प्रक्रिया का सावधानीपूर्वक निरीक्षण और विश्लेषण करती है। हर कदम पर बारीकी से ध्यान देने की आवश्यकता होती है, इसलिए हम किसी भी कदम के साथ जोखिम नहीं उठा सकते क्योंकि एक गलत कदम पूरे विद्युत तंत्र को बर्बाद कर देगा।
यही कारण है कि हम हमेशा अपने ग्राहकों को एक विश्वसनीय सिरेमिक पीसीबी निर्माता की तलाश करने की सलाह देते हैं पीसीबेसिकअधिक जानकारी या कोटेशन पाने के लिए, यहां जाएं www.pcbasic.com.
सिरेमिक बोर्ड के अनुप्रयोग
पावर इलेक्ट्रॉनिक्स
सबसे ज़्यादा इस्तेमाल सिरेमिक पीसीबी का होता है जो इनवर्टर और मोटर ड्राइव में इस्तेमाल किया जाता है। इसका मुख्य कारण है उनके बेहतर गर्मी अपव्यय गुण।
आरएफ और माइक्रोवेव सर्किट
सिरेमिक पीसीबी का उपयोग आरएफ और माइक्रोवेव सिस्टम में भी काफी आम तौर पर किया जाता है क्योंकि वे आसानी से उच्च-अंत आवृत्तियों के साथ हस्तक्षेप नहीं करते हैं। उनके कम ढांकता हुआ स्थिरांक के लिए धन्यवाद। इसके अलावा, आप सैटेलाइट सिस्टम में सिरेमिक पीसीबी देख सकते हैं, जो आमतौर पर बीईओ और एआईएन सब्सट्रेट के साथ युग्मित होते हैं।
एलईडी और ऑप्टोइलेक्ट्रानिक्स
जब हाई-पावर एलईडी का लंबे समय तक उपयोग किया जाता है, तो सर्किट बहुत गर्म हो जाता है, और इस गर्मी को बाहर निकालना पड़ता है। यही कारण है कि हम ऐसे उपकरणों में सिरेमिक पीसीबी का उपयोग देखते हैं। इसी तरह, थर्मल तनाव को कम करने के लिए फोटोडियोड और लेजर डायोड में भी सिरेमिक पीसीबी का उपयोग किया जाता है।
ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स
ऑटोमोटिव उद्योग में, हर नई कार बेहतर स्पेसिफिकेशन और प्रदर्शन के आंकड़ों के साथ प्रतिस्पर्धा में बनाई जा रही है। कार की इलेक्ट्रिकल प्रणाली को अधिक विश्वसनीय और गर्मी प्रतिरोधी बनाने के लिए, इंजीनियर वाहनों के समग्र प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए बेहतर गर्मी अपव्यय के लिए सिरेमिक पीसीबी का उपयोग करते हैं।
एयरोस्पेस और रक्षा
उच्च तापमान पर, सिरेमिक पीसीबी किसी भी अन्य पारंपरिक पीसीबी प्रकार की तुलना में थर्मल तनाव को कम करने में बेहतर मदद करते हैं।
निष्कर्ष
सिरेमिक पीसीबी उन लोगों के लिए एक बेहतरीन विकल्प है जो सर्किटरी में दीर्घकालिक निवेश की तलाश में हैं। सिरेमिक पीसीबी के अनुप्रयोग और गुण पारंपरिक पीसीबी से कहीं बढ़कर हैं। यदि आप एक सिरेमिक पीसीबी पार्टनर की तलाश में हैं, पीसीबेसिक आपका साथ देंगे! वे आपके लिए कुछ बेहतरीन सिरेमिक PCB बना सकते हैं ताकि आपकी परियोजनाएँ तेज़ी से और अच्छी तरह से आगे बढ़ सकें। इसके बारे में ज़्यादा जानने के लिए, यहाँ जाएँ www.pcbasic.com और देखें कि वे आपके लिए क्या कर सकते हैं!
पीसीबेसिक के बारे में
आपकी परियोजनाओं में समय ही पैसा है – और पीसीबेसिक इसे प्राप्त करता है. PCबुनियादी एक पीसीबी असेंबली कंपनी जो हर बार तेज़, दोषरहित परिणाम देता है। हमारा व्यापक पीसीबी असेंबली सेवाएं हर कदम पर विशेषज्ञ इंजीनियरिंग सहायता शामिल करें, जिससे हर बोर्ड में उच्च गुणवत्ता सुनिश्चित हो। एक अग्रणी के रूप में पीसीबी असेंबली निर्माता, हम एक वन-स्टॉप समाधान प्रदान करते हैं जो आपकी आपूर्ति श्रृंखला को सुव्यवस्थित करता है। हमारे उन्नत समाधान के साथ भागीदार बनें पीसीबी प्रोटोटाइप कारखाना त्वरित बदलाव और बेहतर परिणामों के लिए जिस पर आप भरोसा कर सकते हैं।
