세라믹 PCB 개요

세라믹 PCB 기판은 알루미나(Al₂O₃) 또는 질화알루미늄(AlN) 세라믹 PCB 기판의 표면(단면 또는 양면)에 고온에서 구리박을 직접 접합한 특수 공정 기판을 말합니다. 제조된 초박형 복합 기판은 우수한 전기 절연성, 높은 열전도도, 우수한 납땜성, 높은 접착력을 가지며, 다양한 패턴을 에칭할 수 있어 높은 전류 전달 용량을 가지고 있습니다. 따라서 세라믹 PCB 기판은 고전력 전력 전자 회로 구조 기술 및 상호 연결 기술의 기초 소재로 자리 잡았습니다.

세라믹 PCB 기판 제품의 등장으로 방열 응용 산업이 새로운 발전을 이루었습니다. 세라믹 PCB 기판의 뛰어난 방열 특성과 높은 방열성, 낮은 열 저항, 긴 수명, 내전압성 등의 장점 덕분에 생산 기술과 장비의 발전으로 제품 가격이 합리적으로 책정되고 가속화되어 가전제품 표시등, 자동차 조명, 가로등, 옥외 대형 광고판 등 LED 산업의 응용 분야가 확대되었습니다. 

세라믹 PCB 기판의 성공적인 개발은 실내 조명 및 실외 조명 제품에 더 나은 서비스를 제공하고, 미래에 LED 산업에 더 넓은 시장을 제공합니다.

세라믹 PCB의 종류 D에 의해 나뉜다 MATERIALs

세라믹 PCB는 사용되는 재료에 따라 분류할 수 있습니다. 일반적인 재료로는 산화알루미늄, 질화알루미늄, 질화규소가 있습니다. 각 재료는 방열, 절연, 강도 측면에서 성능이 다릅니다. 적절한 재료를 선택하면 실제 사용 요구 사항에 더욱 적합한 회로 기판을 만들 수 있습니다.

1. 알루미나 세라믹 PCB

알루미나 세라믹 PCB 기판은 전자 산업에서 가장 널리 사용되는 기판 소재입니다. 기계적, 열적, 전기적 특성 면에서 다른 산화물 세라믹에 비해 강도와 화학적 안정성이 뛰어나고, 풍부한 원자재 덕분에 다양한 기술 제조 및 다양한 형상에 적합합니다. 알루미나 기판은 3차원으로 맞춤 제작이 가능합니다.

2. 베릴륨산화물 세라믹 PCB

열전도율이 알루미늄보다 높아 높은 열전도율이 필요한 곳에 사용할 수 있지만, 온도가 300℃를 초과하면 급격히 감소합니다. 가장 중요한 것은 독성이 있어 자체 개발에 제약이 따른다는 것입니다.

산화베릴륨 세라믹은 산화베릴륨을 주성분으로 하는 세라믹입니다. 주로 대형 집적 회로 기판, 고출력 가스 레이저 튜브, 트랜지스터의 방열판, 마이크로파 출력창, 중성자 감속재 등으로 사용됩니다.

3. 알루미늄 질화 세라믹 PCB

AlN은 주목할 만한 두 가지 매우 중요한 특성을 가지고 있습니다. 하나는 높은 열전도도이고, 다른 하나는 Si와 일치하는 팽창 계수입니다. 단점은 표면에 매우 얇은 산화막이 있더라도 열전도도에 영향을 미친다는 것입니다. AlN 기판은 재료와 공정을 엄격하게 제어해야만 양호한 균일성을 유지할 수 있습니다. 중국에는 Sliton처럼 대량 생산이 가능한 AlN 생산 기술이 거의 없으며, AlN의 가격은 Al₂O₃에 비해 상대적으로 높아 개발에 제약이 되는 작은 장애물이기도 합니다. 그러나 경제와 기술의 발전으로 이러한 장애물은 결국 사라질 것입니다.

위의 이유로 알루미나 세라믹은 종합적 성능이 뛰어나 널리 사용되고 있으며, 마이크로 전자공학, 전력 전자공학, 하이브리드 마이크로 전자공학, 전력 모듈 등의 분야에서 여전히 지배적인 위치를 차지하고 있음을 알 수 있습니다.

AlN은 최대 2200℃까지 안정화될 수 있습니다. 상온에서는 강도가 높지만, 온도가 증가함에 따라 강도가 서서히 감소합니다. 열전도도가 우수하고 열팽창 계수가 작으며, 열충격에 대한 저항성이 우수합니다. 용융 금속 침식에 대한 저항성이 강하여 순철, 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 및 주조에 이상적인 도가니 소재입니다. 

질화알루미늄은 우수한 유전 특성을 가진 전기 절연체이기도 하며, 전기 부품으로의 사용 가능성도 유망합니다. 갈륨비소화합물 표면에 질화알루미늄을 코팅하면 어닐링 과정에서 이온 주입으로부터 보호할 수 있습니다. 또한, 질화알루미늄을 육방정계 질화붕소에서 입방정계 질화붕소로 전환하는 촉매로도 사용됩니다. 실온에서 물과 느리게 반응합니다. 암모니아 또는 질소 분위기에서 800~1000℃의 알루미늄 분말로부터 합성할 수 있습니다. 생성물은 흰색에서 회청색을 띱니다. 2~3℃에서 Al2O1600-C-N1750계의 반응으로 합성하며, 생성물은 회백색 분말입니다. 염화알루미늄과 암모니아는 기상 반응으로 제조합니다. 코팅은 기상 증착법을 이용하여 AlCl3-NH3계로부터 합성할 수 있습니다.

4. 실리콘 질화물 세라믹 PCB

Rogers Company는 3년에 새로운 curamik® 시리즈 질화규소(Si4N2012) 세라믹 PCB 기판을 출시했습니다. 질화규소의 기계적 강도는 다른 세라믹보다 높기 때문에 새로운 curamik® 기판은 설계자가 혹독한 작업 환경과 HEV/EV 및 기타 재생 에너지 응용 분야에서 긴 수명을 달성하는 데 도움이 될 수 있습니다.

질화규소로 만든 새로운 세라믹 PCB 기판의 굽힘 강도는 Al2O3 및 AlN으로 만든 기판보다 높습니다.

Si3N4의 파괴인성은 지르코니아 도핑 세라믹의 파괴인성보다 더 뛰어납니다.

지금까지 전력 모듈에 사용되는 구리 피복 세라믹 PCB 기판은 세라믹의 낮은 굽힘 강도로 인해 신뢰성이 제한되어 왔으며, 이는 열 사이클 성능을 저하시켰습니다. 하이브리드 자동차 및 전기 자동차(HEV/EV)와 같이 극심한 열 및 기계적 응력이 결합된 애플리케이션의 경우, 일반적으로 사용되는 세라믹 PCB 기판은 최선의 선택이 아닙니다. 기판(세라믹 PCB)과 도체(구리)의 열팽창 계수가 매우 다르기 때문에 열 사이클 동안 접합 영역에 압력을 가하여 신뢰성을 저하시킵니다. Rogers Company가 올해 PCIM 전시회에서 선보인 curamik® 시리즈 질화규소(Si3N4) 세라믹 PCB 기판은 전력 전자 모듈의 수명을 10배 연장합니다.

세라믹 PCB 제조 공정

세라믹 PCB 제조에는 일련의 정밀한 단계가 필수적입니다. 이 모든 단계를 거쳐 제조된 세라믹 회로 기판이 의도된 용도를 완전히 충족하는지 확인해야 합니다.

1. 세라믹 PCB를 제조하는 첫 번째 단계는 전도성과 관련된 요구 사항, 필요한 강도, 강성 및 특성을 분석하는 것입니다.

2. 둘째, 적합한 세라믹 PCB 기판을 기반으로 선택해야 합니다. 다른 제품과 마찬가지로, 다양한 소재가 각기 다른 요구 사항을 충족합니다. 알루미나는 예산이 중요한 프로젝트에 널리 사용됩니다. 질화알루미늄과 산화베릴륨은 높은 열전도도를 요구하는 프로젝트에서 매우 유용합니다.

3. 세라믹 PCB를 위한 완벽한 베이스가 준비되면 이제 레이저 에칭을 통해 회로에 인쇄할 차례입니다. 이 에칭은 전기가 흐를 수 있는 경로를 만듭니다. 그런 다음 회로의 복잡성에 따라 두꺼운 필름 또는 얇은 필름 증착을 사용하여 필요한 전도성 트레이스를 만듭니다.

4. 이제 가장 중요한 단계, 뜨거운 온도에서 보드를 굽는 단계입니다. 이 강렬한 열은 모든 것을 하나로 융합시켜 하나의 응집력 있는 물체를 만듭니다.

5. 하지만 아직 끝나지 않았습니다. 세라믹 PCB의 여정은 마치 작은 도시를 짓듯 다른 부품들을 연결할 마운트를 만들기 위해 구멍을 뚫는 것으로 이어집니다. 그런 다음, 세라믹 PCB는 부식 방지 코팅으로 보호됩니다.

6. 마지막으로, 품질 보증팀은 세라믹 PCB 제조 과정 전체를 면밀히 관찰하고 분석합니다. 모든 단계가 세심한 주의를 기울여 진행되므로, 한 번의 잘못된 조치로 전체 전기 시스템이 손상될 수 있으므로 어떠한 조치에도 위험을 감수할 수 없습니다.

이것이 바로 우리가 항상 고객에게 다음과 같은 신뢰할 수 있는 세라믹 PCB 제조업체를 찾을 것을 권장하는 이유입니다. PCB기본더 많은 정보를 원하시거나 견적을 받으시려면 방문하세요. www.pcbasic.com.

의 장점 C전기 PCBs

◆ 세라믹 PCB 기판의 열팽창 계수는 실리콘 칩과 비슷하여 전이층의 Mo 슬라이스를 절약하고 노동력과 재료를 절약하며 비용을 절감할 수 있습니다.

◆ 용접층, 열 저항, 공극 및 수율을 줄입니다.

◆ 동일한 전류 전달 용량 하에서 세라믹 PCB의 0.3mm 두께 구리 호일 선폭은 일반 인쇄 회로 기판의 10%에 불과합니다.

◆ 뛰어난 열전도성으로 인해 칩 패키지가 매우 컴팩트해져서 전력 밀도가 크게 증가하고 시스템과 장치의 신뢰성이 향상됩니다.

◆ 초박형(0.25mm) 세라믹 PCB 기판은 환경 독성 없이 BeO를 대체할 수 있습니다.

◆ 전류 용량이 커서 100A의 전류가 폭 1mm, 두께 0.3mm의 구리 본체에 연속적으로 흐르면 온도가 약 17℃ 상승합니다. 폭 100mm, 두께 2mm의 구리 본체에 0.3A의 전류가 연속적으로 흐르면 온도 상승은 약 5℃에 불과합니다.

◆ 낮은 열 저항. 10×10mm 세라믹 PCB 기판의 열 저항은 0.31mm 세라믹 PCB 기판의 경우 0.63K/W, 0.19mm 세라믹 PCB 기판의 경우 0.38K/W, 0.14mm 세라믹 PCB 기판의 경우 0.25K/W입니다.

◆ 높은 절연성과 내전압성을 갖춰 개인의 안전과 장비의 보호 능력을 보장합니다.

◆ 새로운 포장 및 조립 방법을 실현하여 제품을 고도로 통합하고 부피를 줄일 수 있습니다.

성능 R장비 C에 대해전기 PCBs

고전력, 고주파 및 극한 환경에서 작동하는 전자 기기에서 기존 FR4 회로 기판은 방열, 전기적 성능 및 안정성에 대한 엄격한 요건을 충족하기 어려워졌습니다. 세라믹 PCB는 뛰어난 열전도도, 전기 절연성 및 신뢰성으로 차세대 전자 패키징 및 회로 캐리어에 이상적인 선택이 되었습니다. 세라믹 회로 기판의 핵심 성능 요건을 살펴보겠습니다.

기계적 성질

충분히 높은 기계적 강도를 갖춘 세라믹 PCB는 부품 운반뿐만 아니라 지지 부재로도 사용할 수 있습니다. 가공성이 우수하고 치수 정확도가 높으며, 다층 구조 구현이 용이하고, 휘어짐, 휨, 미세 균열 등이 없는 매끄러운 표면을 제공합니다.

전기적 특성

높은 절연 저항 및 절연 파괴 전압; 낮은 유전율; 낮은 유전 손실; 고온 다습 조건에서도 안정적인 성능을 보이며, 세라믹 PCB는 신뢰성을 보장합니다.

열적 특성

높은 열전도도; 열팽창 계수는 관련 재료(특히 Si의 열팽창 계수)와 일치합니다. 우수한 내열성.

기타 속성

우수한 화학적 안정성; 쉬운 금속화, 회로 패턴과 패턴 사이의 강력한 접착력; 흡습성 없음; 내유성 및 내화학성; 방출되는 방사선 양이 적음; 채택된 물질은 오염이 없고 무독성임; 사용 온도 범위 내에서 결정 구조가 변하지 않음; 풍부한 원자재; 성숙한 기술; 제조가 쉬움; 낮은 가격.

PCBasic 소개

프로젝트에서 시간은 곧 돈입니다. PCB기본 알겠습니다. PCBasic 하는 PCB 조립 회사 언제나 빠르고 완벽한 결과를 제공합니다. 당사의 포괄적인 PCB 조립 서비스 모든 단계에서 전문적인 엔지니어링 지원을 포함하여 모든 보드의 최고 품질을 보장합니다. 선도적인 PCB 어셈블리 제조업체, 저희는 귀사의 공급망을 간소화하는 원스톱 솔루션을 제공합니다. 저희의 선진 파트너와 함께하세요. PCB 프로토타입 공장 빠른 처리와 신뢰할 수 있는 뛰어난 결과를 얻으세요.

어플리케이션s 세라믹 PCB의

◆ 고전력 전력 반도체 모듈; 반도체 냉장고, 전자 히터; RF 전력 제어 회로, 전력 하이브리드 회로.

◆ 지능형 전력 구성 요소: 고주파 스위칭 전원 공급 장치 및 솔리드 스테이트 릴레이.

◆ 자동차 전자제품, 항공우주 및 군사용 전자 부품.

◆ 태양광 패널 조립; 통신 전용 교환기, 수신 시스템; 레이저 및 기타 산업용 전자 제품.

다른 보드 대신 세라믹 PCB를 사용하는 이유는 무엇입니까?

기존 FR4 PCB 또는 금속 기판 MCPCB와 비교했을 때, 세라믹 기판 PCB는 여러 핵심 성능 지표에서 상당한 이점을 제공합니다. 뛰어난 열전도도, 매우 낮은 열팽창 계수, 탁월한 전기 절연성, 그리고 주파수 응답 특성 덕분에 고성능 및 고신뢰성 전자 장치에 이상적인 선택이며, 특히 전력 전자, 무선 주파수 통신 및 혹독한 환경의 애플리케이션에 적합합니다.

여기서는 특히 고전력, 고주파 및 고신뢰성 애플리케이션에서 세라믹 PCB의 다차원적 강점을 확인할 수 있습니다. 세라믹 PCB는 주요 영역에서 FR4와 MCPCB보다 우수한 성능을 발휘하여, 다양한 첨단 전자 시스템에 널리 사용되는 회로 기판입니다.

맺음말

전자 기기가 더욱 소형화되고 강력해짐에 따라 견고한 열 및 전기 솔루션에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 세라믹 PCB는 극한 환경에서도 탁월한 성능을 발휘하여 고신뢰성 애플리케이션에 필수적입니다. 자동차, 항공우주 또는 고전력 LED 등 어떤 제품을 설계하든 적합한 세라믹 PCB 제조업체와 세라믹 PCB 기판을 선택하는 것은 제품의 장기적인 성공을 보장할 수 있습니다.