Надежность керамической подложки

Надежность керамической подложки

Керамическая печатная плата (керамическая подложка) представляет собой специальную технологическую пластину, на которой медная фольга непосредственно приклеивается к поверхности (одинарной или двойной) керамической подложки из оксида алюминия (Al2O3) или нитрида алюминия (AlN) при высокой температуре. Ультратонкая композитная подложка обладает превосходными электроизоляционными характеристиками, высокой теплопроводностью, отличной пайкой и высокой прочностью адгезии, а также может быть выгравирована на различных графических объектах, таких как печатные платы, с большой пропускной способностью по току. Таким образом, керамическая подложка стала основным материалом для технологии создания мощных электронных схем и технологий межсоединений, которая подходит для продуктов с высокой калорийностью (светодиоды высокой яркости, солнечная энергия), а ее превосходная устойчивость к атмосферным воздействиям может применяться для суровые внешние условия.

Основные продукты применения: Несущая плата для светодиодов высокой мощности, светодиодные фонари, светодиодные уличные фонари, солнечный инвертор

Особенности керамической подложки:

Структура: отличная механическая прочность, низкая деформация, коэффициент теплового расширения, близкий к кремниевой пластине (нитрид алюминия), высокая твердость, хорошая технологичность, высокая точность размеров.

Климат: подходит для условий высокой температуры и влажности, высокая теплопроводность, хорошая термостойкость, устойчивость к коррозии и износу, устойчивость к ультрафиолетовому излучению и пожелтению.

Химический состав: Не содержит свинца, нетоксичен, хорошая химическая стабильность.

Электрические характеристики: высокое сопротивление изоляции, легкая металлизация, схемная графика и сильная адгезия.

Рынок: Обилие материалов (глина, алюминий), простота изготовления, низкая цена.

Сравнение тепловых характеристик материала печатной платы (проводимость):

Стекловолоконная плита (традиционная печатная плата): 0,5 Вт/мК, алюминиевая подложка: 1–2,2 Вт/мК, керамическая подложка: 24 [оксид алюминия] ~ 170 [нитрид алюминия] Вт/мК

Коэффициент теплопередачи материала (единица Вт/мК):

Смола: 0,5, оксид алюминия: 20-40, карбид кремния: 160, алюминий: 170, нитрид алюминия: 220, медь: 380, алмаз: 600

Классификация процесса керамической подложки:

В зависимости от линии процесс керамической подложки подразделяется на: тонкопленочный, толстопленочный, низкотемпературный многослойный керамический совместный обжиг (LTCC).

Тонкопленочный процесс (DPC): точный контроль конструкции схемы компонента (ширина линии и толщина пленки).

Процесс толстой пленки (Толстая пленка): для обеспечения отвода тепла и погодных условий.

Низкотемпературная многослойная керамика совместного обжига (HTCC): использование стеклокерамики с низкой температурой спекания, низкой температурой плавления, высокой проводимостью драгоценных металлов, характеристики совместного обжига, многослойная керамическая подложка) и сборка.

Низкотемпературная многослойная керамика совместного обжига (LTCC): устанавливайте несколько керамических подложек и встраивайте пассивные компоненты и другие микросхемы.

Процесс тонкопленочной керамической подложки:

· Предварительная обработка → напыление → фотостойкое покрытие → экспонирование → линейное покрытие → удаление пленки

· Ламинирование → горячее прессование → обезжиривание → обжиг подложки → формирование контурного рисунка → контурный обжиг

· Ламинирование → поверхностный печатный рисунок → горячее прессование → обезжиривание → совместный обжиг

· Печатная графика → ламинирование → горячее прессование → обезжиривание → совместный обжиг

Условия испытаний на надежность керамической подложки:

Керамическая подложка при высокой температуре: 85 ℃

Работа при низкой температуре керамической подложки: -40 ℃.

Керамическая подложка холодного и термического удара:

1. 155 ℃ (15 минут) ←→-55 ℃ (15 минут)/300 циклов

2. 85 ℃ (30 мин), пожалуйста - - 40 ℃ (30 мин)/РАМП: 10 мин (12,5 ℃/мин)/5 циклов

Приклеивание керамической подложки: Приклейте к поверхности платы лентой 3M#600. Через 30 секунд быстро оторвите под углом 90° к поверхности доски.

Эксперимент с красными чернилами на керамической подложке: кипятить в течение часа, непроницаемый.

Испытательное оборудование:

1. Камера для испытаний на влажную жару при высокой и низкой температуре.

2. Трехкамерная газовая камера для испытаний на холодный и тепловой удар.