انواع طرح های برد مدار سرامیکی

در این پست وبلاگ، انواع مختلف طراحی برد مدار سرامیکی و ویژگی های منحصر به فرد آنها را بررسی خواهیم کرد.

بردهای مدار سرامیکی به دلیل مزایای فراوانی که نسبت به مواد برد مدار سنتی مانند FR4 یا پلی آمید دارند، به طور فزاینده ای محبوب می شوند. بردهای مدار سرامیکی به دلیل هدایت حرارتی عالی، مقاومت در برابر دمای بالا و استحکام مکانیکی خوب به اولین انتخاب برای کاربردهای مختلف تبدیل می شوند. با افزایش تقاضا، تنوع طرح های مدار سرامیکی موجود در بازار نیز افزایش می یابد.

1. برد مدار سرامیکی مبتنی بر آلومینا:

اکسید آلومینیوم، همچنین به عنوان اکسید آلومینیوم شناخته می شود، ماده ای است که به طور گسترده در مدارهای مدار سرامیکی استفاده می شود. دارای خواص عایق الکتریکی عالی است و برای کاربردهایی که به استحکام دی الکتریک بالا نیاز دارند مناسب است. بردهای مدار سرامیکی آلومینا می توانند در برابر دماهای بالا مقاومت کنند و برای استفاده در کاربردهای پرقدرت مانند الکترونیک قدرت و سیستم های خودرو مناسب هستند. سطح صاف و ضریب انبساط حرارتی پایین آن، آن را برای کاربردهای مدیریت حرارتی ایده آل می کند.

2. برد مدار سرامیکی نیترید آلومینیوم (AlN):

مدارهای مدار سرامیکی نیترید آلومینیوم در مقایسه با بسترهای آلومینا رسانایی حرارتی بالاتری دارند. آنها معمولاً در برنامه‌هایی استفاده می‌شوند که نیاز به اتلاف گرمای کارآمد دارند، مانند روشنایی LED، ماژول‌های قدرت و تجهیزات RF/مایکروویو. بردهای مدار نیترید آلومینیوم به دلیل تلفات دی الکتریک کم و یکپارچگی سیگنال عالی در کاربردهای فرکانس بالا برتری دارند. بعلاوه، بردهای مدار AlN سبک وزن و سازگار با محیط زیست هستند که آنها را به انتخابی مناسب برای صنایع مختلف تبدیل می کند.

3. برد مدار سرامیکی نیترید سیلیکون (Si3N4):

مدارهای مدار سرامیکی نیترید سیلیکون به دلیل استحکام مکانیکی عالی و مقاومت در برابر شوک حرارتی معروف هستند. این پانل ها معمولاً در محیط های خشن که تغییرات شدید دما، فشارهای بالا و مواد خورنده وجود دارد استفاده می شود. بردهای مدار Si3N4 در صنایعی مانند هوافضا، دفاع و نفت و گاز کاربرد دارند، جایی که قابلیت اطمینان و دوام بسیار مهم است. علاوه بر این، نیترید سیلیکون دارای خواص عایق الکتریکی خوبی است که آن را به یک انتخاب عالی برای کاربردهای با قدرت بالا تبدیل می کند.

4. برد مدار LTCC (سرامیک با حرارت پایین):

بردهای مدار LTCC با استفاده از نوارهای سرامیکی چندلایه تولید می شوند که با الگوهای رسانا روی صفحه چاپ می شوند. لایه ها روی هم چیده می شوند و سپس در دماهای نسبتا پایین شلیک می شوند و یک برد مدار بسیار متراکم و قابل اعتماد ایجاد می کنند. فناوری LTCC به اجزای غیرفعال مانند مقاومت‌ها، خازن‌ها و سلف‌ها اجازه می‌دهد تا در خود برد مدار ادغام شوند و امکان کوچک‌سازی و بهبود عملکرد را فراهم کنند. این بردها برای ارتباطات بی سیم، وسایل الکترونیکی خودرو و تجهیزات پزشکی مناسب هستند.

5. برد مدار HTCC (سرامیک با حرارت بالا):

بردهای مدار HTCC از نظر فرآیند ساخت مشابه بردهای LTCC هستند. با این حال، بردهای HTCC در دماهای بالاتر شلیک می شوند و در نتیجه استحکام مکانیکی افزایش یافته و دمای عملیاتی بالاتری ایجاد می شود. این تخته ها معمولاً در کاربردهای با دمای بالا مانند سنسورهای خودرو، الکترونیک هوافضا و ابزارهای حفاری چاله استفاده می شوند. بردهای مدار HTCC پایداری حرارتی عالی دارند و می توانند در برابر چرخه دمای شدید مقاومت کنند.

به طور خلاصه

انواع مختلف بردهای مدار سرامیکی برای پاسخگویی به طیف وسیعی از نیازهای خاص صنعت طراحی شده اند. چه کاربردهای پرقدرت، اتلاف گرمای کارآمد، شرایط محیطی شدید یا الزامات کوچک سازی، طرح های برد مدار سرامیکی می توانند این الزامات را برآورده کنند. با ادامه پیشرفت فناوری، انتظار می رود که بردهای مدار سرامیکی نقشی حیاتی در ایجاد سیستم های الکترونیکی نوآورانه و قابل اعتماد در سراسر صنایع ایفا کنند.