Что такое керамическая подложка?

Что такое керамическая подложка?

Керамическая подложка — это подложка из керамики, которая образует проводку печатной платы или является изоляционной платой, на которой размещаются компоненты.

Применение керамических подложек

Керамические подложки используются в печатных платах, встроенных в теплоотводящие изделия и высокочастотные измерительные приборы и т. д., поскольку они используются в высокотемпературных средах и поскольку печатные платы становятся меньше. Конкретные области применения следующие:

• Теплоотводящие изделия
  Мощное светодиодное осветительное оборудование, оборудование для лазерной обработки, оборудование для глубокого ультрафиолетового облучения
  Оборудование спутниковой связи, высокочастотные измерения
• Оборудование
  Антенны базовых станций, ETC, радиочастотные модули, различные радары
• Автомобильная продукция
  Автомобильные светодиодные лампы, компоненты автомобильного управления
• Электронные компоненты
  Элементы Пельтье, пьезоэлектрические датчики, светодиоды, лазерные диоды, модули GAN, высокая температура, ускорение, цикл, мощность SiC
• Полупроводники
  Высокочастотное оборудование мобильной связи
  Оборудование связи IoT, антенны и фильтры, генераторы, управляемые напряжением (VCO), кварцевые генераторы с температурной компенсацией (TCXO)

Характеристики керамических подложек

Керамическая подложка сделана из керамики, и ее характеристики аналогичны характеристикам керамики. Типичные виды керамики, которые образуют керамическую подложку, включают подложку из оксида алюминия, подложку из оксида циркония, нитрид алюминия (AlN) и нитрид кремния (Si3N4).

Это материалы с превосходной механической прочностью, электроизоляцией, коррозионной стойкостью, термостойкостью и теплопроводностью, и подложки имеют те же характеристики.

Типы керамической подложки

Существует три типа печатных плат с рисунками разводки и т. д., сформированных на изолирующих подложках из керамики: высокотемпературная керамическая подложка, низкотемпературная керамическая подложка и толстопленочная керамическая подложка.

1. Высокотемпературная керамическая подложка

Высокотемпературная керамическая подложка — это подложка, на которой формируются высокотемпературные совместно обожженные керамические (HTCC) схемы. Сначала изготавливается изолирующая пластина, которая служит подложкой, с использованием керамического сырья, разработанного для высоких температур. Затем на изолирующей пластине формируются металлические схемы, такие как вольфрам и молибден, а ламинированная подложка обжигается при высокой температуре для формирования высокотемпературной керамической подложки.

2. Низкотемпературная керамическая подложка

Низкотемпературная керамическая подложка — это подложка, изготовленная из низкотемпературной совместно обожженной керамики (LTCC). Обычно они изготавливаются как многослойные подложки.

Сначала керамический порошок, стекло и связующие вещества смешиваются для формирования листа. Сквозные отверстия проделываются в необходимых местах для соединения нескольких слоев, а рисунок проводки печатается и формируется для создания одного слоя. После того, как несколько слоев различных рисунков проводки созданы и уложены, подложка для проводки LTCC завершается процессом обжига.

3. Толстопленочная керамическая подложка

Толстопленочная керамическая подложка представляет собой подложку, в которой электрические цепи формируются путем печати проводящей или резисторной пасты на изолирующей подложке, и характеризуется относительно большой толщиной пленки проводника.

Другая информация о керамической подложке

1 Керамическая подложка из высокочистого оксида алюминия

Керамическая подложка производится путем смешивания и обжига теплопроводного керамического порошка с органическим связующим и другими материалами. Когда в этом процессе используется высокочистый оксид алюминия, обожженная керамика имеет мало пор и очень гладкую поверхность, поскольку оксид алюминия представляет собой мелкодисперсную частицу.

Это означает, что материал обладает превосходной адгезией к толстым пленкам и тонкопленочным материалам и имеет стабильные характеристики при использовании в качестве печатной платы. Кроме того, поскольку они представляют собой мелкие частицы, их размер не меняется после обжига, и они имеют очень хорошие внешние характеристики, такие как размерные изменения, деформация и изгиб. Они также имеют высокую теплоотдачу и термостойкость, а также физически и химически стабильны даже в условиях высоких температур.

2. Корпуса полупроводников с использованием керамической подложки

Генерация тепла, связанная с высокой интеграцией полупроводниковых приборов, является важной проблемой, и используется алюмооксидная керамическая подложка с высоким рассеиванием тепла. Однако этого не всегда достаточно для удовлетворения высоких требований современных полупроводниковых приборов. В последние годы нитрид алюминия и карбид кремния привлекают внимание как новые керамические материалы для упаковки полупроводников, которые могут заменить алюмооксидную керамическую подложку.

Нитрид алюминия не является природным керамическим материалом и обладает превосходной теплопроводностью с теоретическим значением 320 Вт/м-К. Однако в реальности трудно улучшить сырье, выгорание и термостойкость. В действительности, усовершенствование сырья, выбор спекающих добавок и условий спекания привели к практическому применению теплопроводности около 180 Вт/м-К.

В керамике на основе карбида кремния стало ясно, что если в качестве спекающей добавки использовать оксид бериллия, то его можно использовать в качестве изолятора с высокой теплопроводностью, и теперь он привлекает внимание как материал подложки.