Pembuatan Papan Litar Seramik: Apakah bahan yang digunakan?

Dalam catatan blog ini, kami akan meneroka bahan utama yang digunakan dalam pengeluaran papan litar seramik dan membincangkan kepentingannya untuk mencapai prestasi optimum.

Dalam penghasilan papan litar seramik, pelbagai bahan memainkan peranan penting dalam memastikan kefungsian dan kebolehpercayaan mereka. Papan litar seramik, juga dikenali sebagai papan litar bercetak seramik (PCB), digunakan secara meluas dalam pelbagai industri termasuk elektronik, aeroangkasa dan automotif kerana kekonduksian terma yang sangat baik, suhu operasi yang tinggi dan sifat elektrik yang unggul.

Papan litar seramik terutamanya terdiri daripada gabungan bahan seramik dan logam, dipilih dengan teliti untuk memenuhi keperluan khusus aplikasi yang berbeza.

1. Substrat seramik:

Asas papan litar seramik ialah substrat seramik, yang menyediakan asas untuk semua komponen lain. Aluminium oksida (Al2O3) dan aluminium nitrida (AlN) adalah bahan seramik yang paling biasa digunakan. Alumina mempunyai kekuatan mekanikal yang sangat baik, kekonduksian haba yang tinggi dan penebat elektrik yang baik, menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi. Aluminium nitrida, sebaliknya, menawarkan kekonduksian terma yang sangat baik dan sifat pengembangan haba, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pelesapan haba yang cekap.

2. Jejak konduktif:

Jejak konduktif bertanggungjawab untuk membawa isyarat elektrik antara komponen yang berbeza pada papan litar. Dalam papan litar seramik, konduktor logam seperti emas, perak atau tembaga digunakan untuk mencipta kesan ini. Logam ini dipilih kerana kekonduksian elektrik yang tinggi dan keserasian dengan substrat seramik. Emas biasanya digemari kerana rintangan kakisan yang sangat baik dan sifat elektrik yang stabil, terutamanya dalam aplikasi frekuensi tinggi.

3. Lapisan dielektrik:

Lapisan dielektrik adalah penting untuk penebat jejak konduktif dan mencegah gangguan isyarat dan litar pintas. Bahan dielektrik yang paling biasa digunakan dalam papan litar seramik ialah kaca. Kaca mempunyai sifat penebat elektrik yang sangat baik dan boleh didepositkan sebagai lapisan nipis pada substrat seramik. Di samping itu, lapisan kaca boleh disesuaikan untuk mempunyai nilai pemalar dielektrik tertentu, membolehkan kawalan tepat sifat elektrik papan litar.

4. Topeng pateri dan rawatan permukaan:

Topeng pateri digunakan di atas kesan konduktif untuk melindunginya daripada faktor persekitaran seperti habuk, kelembapan dan pengoksidaan. Topeng ini biasanya diperbuat daripada bahan berasaskan epoksi atau poliuretana yang memberikan penebat dan perlindungan. Gunakan rawatan permukaan seperti timah rendaman atau penyaduran emas untuk meningkatkan kebolehmaterian papan dan mengelakkan pengoksidaan kesan kuprum terdedah.

5. Melalui bahan pengisian:

Vias ialah lubang kecil yang digerudi melalui papan litar yang membolehkan sambungan elektrik antara lapisan papan yang berbeza. Dalam papan litar seramik, bahan melalui pengisi digunakan untuk mengisi lubang ini dan memastikan kekonduksian elektrik yang boleh dipercayai. Biasa melalui bahan pengisi termasuk pes konduktif atau pengisi yang diperbuat daripada perak, kuprum atau zarah logam lain, dicampur dengan pengisi kaca atau seramik. Gabungan ini memberikan kestabilan elektrik dan mekanikal, memastikan sambungan yang kuat antara lapisan yang berbeza.

Secara ringkasnya

Penghasilan papan litar seramik melibatkan gabungan bahan seramik, logam dan bahan khusus lain. Aluminium oksida dan aluminium nitrida digunakan sebagai substrat, manakala logam seperti emas, perak dan tembaga digunakan untuk kesan konduktif. Kaca bertindak sebagai bahan dielektrik, menyediakan penebat elektrik, dan topeng pateri epoksi atau poliuretana melindungi kesan konduktif. Sambungan antara lapisan yang berbeza diwujudkan melalui bahan pengisi yang terdiri daripada pes konduktif dan pengisi.

Memahami bahan yang digunakan dalam pengeluaran papan litar seramik adalah penting bagi jurutera dan pereka bentuk untuk membangunkan peranti elektronik yang cekap dan boleh dipercayai. Memilih bahan yang sesuai bergantung pada keperluan aplikasi tertentu seperti kekonduksian terma, sifat elektrik dan keadaan persekitaran. Dengan memanfaatkan sifat unik setiap bahan, papan litar seramik terus merevolusikan pelbagai industri dengan prestasi unggul dan ketahanannya.