Keramiske PCB(Printed Circuit Boards) vinner raskt frem i bransjer som krever høy termisk ytelse, pålitelighet og miniatyrisering. I motsetning til tradisjonelle FR4-plater, bruker keramiske PCB-er keramiske materialer som underlag, og tilbyr overlegen varmespredning, mekanisk styrke og elektrisk isolasjon.
Keramiske PCB er spesialiserte trykte kretskort som bruker keramiske materialer – vanligvis aluminiumoksid (Al₂O₃), aluminiumnitrid (AlN) eller berylliumoksid (BeO) – som basissubstrat. Disse materialene er valgt for deres eksepsjonelle varmeledningsevne, elektriske isolasjon og stabilitet under høye temperaturforhold.
Nøkkelfunksjoner og parametere til keramiske PCB:
| Parameter | Typisk rekkevidde / spesifikasjon | Beskrivelse |
|---|---|---|
| Underlagsmateriale | Al ₂o3, AlN, BEAO Beo | Bestemmer termisk ledningsevne og elektriske isolasjonsegenskaper |
| Termisk ledningsevne | 20–200 W/m·K | Effektiv varmeavledning for komponenter med høy effekt |
| Dielektrisk konstant (εr) | 8-9 (al ₂Oo), 8,5-9 (ALN) | Sikrer signalintegritet i høyfrekvente applikasjoner |
| Koeffisient for termisk ekspansjon (CTE) | 6–7 ppm/°C | Reduserer stress mellom PCB og monterte komponenter |
| Maksimal driftstemperatur | 450–1000°C | Støtter drift ved høye temperaturer uten nedbrytning av underlaget |
| Tykkelse | 0,2–3,0 mm | Støtter både tynne og stive design |
| Kobberlag | 35–105 µm | Gir tilstrekkelig strømføringsevne |
| Overflatefinish | Gull, nikkel, tinn, sølv | Sikrer pålitelighet ved lodding og langvarig holdbarhet |
Keramiske PCB er ofte kategorisert iDirekte bundet kobber (DBC), Aktiv metalllodding (AMB), ogTykkfilmteknologibrett. Hver type dekker spesifikke behov, fra høystrømseffektmoduler til mikroelektroniske enheter, og tilbyr unike fordeler innen termisk styring og mekanisk robusthet.
Overlegen varmespredning:
Høyeffekts LED-er, RF-moduler og kraftelektronikk genererer betydelig varme. Keramiske PCB gir effektive termiske veier, forhindrer overoppheting, forbedrer levetiden og opprettholder stabil ytelse under høye belastningsforhold. Aluminiumnitridbaserte keramiske PCB-er, for eksempel, kan overstige termiske konduktivitetsnivåer på 200 W/m·K, langt bedre enn standard FR4-kort (~0,3 W/m·K).
Høyfrekvent stabilitet:
Keramiske substrater viser lavt dielektrisk tap, noe som sikrer minimal signaldemping i høyfrekvente kretser. Dette gjør dem ideelle for RF-applikasjoner, 5G-moduler og satellittkommunikasjonsenheter.
Mekanisk og kjemisk stabilitet:
Keramikk motstår korrosjon, fuktighet og termisk sjokk, noe som er avgjørende i bil-, romfarts- og industrimiljøer der PCB-er utsettes for tøffe forhold.
Miniatyrisering og design med høy tetthet:
Med fremveksten av kompakte elektroniske enheter, tillater keramiske PCB-er tettere komponentplassering uten at det går på bekostning av varmestyringen. Deres strukturelle stivhet støtter tunge komponenter eller komponenter med høy tetthet.
Langsiktig pålitelighet:
Keramiske PCB opprettholder ytelsen over lengre perioder selv under høye temperaturer og mekanisk stress, noe som reduserer behovet for hyppige utskiftninger eller systemfeil.
Keramiske PCB er integrert i sektorer som krever både høy termisk ytelse og presisjonsteknikk. Nøkkelapplikasjoner inkluderer:
LED belysning:Høyeffekts LED-er drar nytte av keramiske PCBs utmerkede varmespredning, som forbedrer lysstyrken og levetiden.
Kraftelektronikk:Invertere, omformere og motordrivere er avhengige av DBC-keramiske PCB-er for å håndtere strøm og varme.
Bilindustri:Elektriske kjøretøy og hybridsystemer bruker keramiske PCB-er i batteristyring og drivlinjemoduler.
Telekommunikasjon:RF- og 5G-enheter krever stabil signaloverføring ved høye frekvenser, oppnåelig med keramiske underlag med lavt tap.
Medisinsk utstyr:Kretser med høy pålitelighet for bildesystemer, lasere og diagnostikk bruker keramiske PCB-er for å opprettholde nøyaktige operasjoner under høye temperaturer.
Nye trender:
Integrasjon med fleksibel elektronikk:Kombinasjon av keramiske PCB-er med fleksible substrater muliggjør hybriddesign for bærbare enheter og kompakt robotikk.
Avansert termisk styring:Innovasjoner som innebygde varmerør eller mikrokanalkjøling implementeres sammen med keramiske PCB-er for å forbedre ytelsen ytterligere.
Miniatyrisering av høyeffektsmoduler:Keramiske substrater støtter sammenkoblinger med høy tetthet i små formfaktorer, noe som muliggjør neste generasjons forbrukerelektronikk og industrielt utstyr.
Grønn produksjon:Miljøvennlige keramiske PCB-produksjonsteknikker vinner frem, reduserer miljøpåvirkningen samtidig som den opprettholder høy ytelse.
Q1: Hva er fordelene med å bruke keramiske PCB fremfor metallkjerne PCB?
A1:Keramiske PCB gir overlegen varmeledningsevne, lavere dielektrisk tap, høyere temperaturmotstand og større mekanisk stabilitet sammenlignet med metallkjerne PCB. Mens metallkjerner utmerker seg ved varmespredning, gir keramikk presis termisk styring ved lokaliserte hotspots og opprettholder elektrisk isolasjon samtidig.
Q2: Hvordan påvirker tykkelsen på et keramisk PCB ytelsen?
A2:Tykkere keramiske underlag forbedrer mekanisk styrke og tillater høyere strømkapasitet, men kan redusere varmespredningseffektiviteten noe per enhetstykkelse. Å velge den optimale tykkelsen balanserer stivhet, termisk ytelse og produksjonsmulighet for den tiltenkte bruken.
Q3: Kan keramiske PCB-er brukes i høyfrekvente applikasjoner?
A3:Ja, keramiske PCB-er har lavt dielektrisk tap og stabil permittivitet, noe som gjør dem ideelle for RF-kretser, 5G-moduler og mikrobølgeapplikasjoner, der signalintegriteten er kritisk.
Q4: Er keramiske PCB dyrere enn tradisjonelle FR4-kort?
A4:Ja, keramiske PCB har generelt høyere forhåndskostnader på grunn av material- og prosesseringskompleksitet. Den langsiktige påliteligheten, den termiske effektiviteten og reduserte feilfrekvensen rettferdiggjør imidlertid ofte investeringen, spesielt i høyeffekt- eller høyfrekvente applikasjoner.
Spørsmål 5: Hva er forskjellene mellom DBC, AMB og tykkfilm keramiske PCB?
A5:DBC-kort har kobber direkte bundet til keramikk, noe som gir utmerket termisk ledning for kraftenheter. AMB-kort bruker loddeteknikker for sterk termisk og elektrisk tilkobling. Tykkfilm keramiske PCB er avhengige av trykte ledende pastaer, egnet for kompakte flerlagskretser.
Fanwayspesialiserer seg på høyytelses keramiske PCB skreddersydd for avansert elektronikk. Selskapet kombinerer førsteklasses keramiske materialer med presise produksjonsprosesser for å sikre overlegen varmestyring, signalstabilitet og mekanisk pålitelighet. Ved å tilby et komplett spekter av keramiske PCB-løsninger – inkludert DBC-, AMB- og tykkfilmvarianter – møter Fanway de ulike behovene til industrier som spenner fra LED-belysning til bilelektronikk.
Med flere tiår med erfaring og vekt på kvalitet, sikrer Fanway at hvert bord er på linje med internasjonale standarder, og støtter kundene i å oppnå optimalisert termisk ytelse, utvidet levetid for enheten og designløsninger med høy tetthet. For henvendelser, teknisk støtte eller tilpassede keramiske PCB-løsninger,kontakt ossi dag for å utforske Fanways innovative tilbud og heve dine elektroniske design.
