セラミック基板

セラミック基板
詳細:
高電力、高周波、極端な環境でのアプリケーションでは、優れた熱伝導性、絶縁性、高温耐性により、セラミック PCB が多くのエンジニアに好まれています。-従来のエポキシ グラスファイバー基板とは異なり、セラミック基板 PCB は、アルミナ (Al₂O₃) や窒化アルミニウム (AlN) などの無機材料を絶縁層として直接使用するため、安定した電気的性能を維持しながら、高い熱衝撃に耐えることができます。

高電流容量と優れた放熱を必要とするアプリケーションの場合、セラミック PCB を厚銅 PCB テクノロジーと組み合わせて、さらに優れた通電能力と熱管理性能を実現できます。{0}この設計アプローチは、パワー エレクトロニクス、自動車エレクトロニクス、ハイエンド LED 照明で特に一般的です。-
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一般的なセラミック基板の種類は次のとおりです。

 

  • アルミナ セラミック PCB: 高い費用対効果、約 20~25 W/m・K の熱伝導率、優れた絶縁性、高い機械的強度を備えており、ほとんどの中-から高電力のアプリケーションに適しています-。
  • 窒化アルミニウム セラミック PCB: 熱伝導率 170~230 W/m・K (最大 300 W/m・K)、熱膨張係数がシリコンに近いため、高出力半導体パッケージングや高周波アプリケーションに最適です。-
  • 酸化ベリリウム セラミック PCB: ダイヤモンドに次ぐ非常に高い熱伝導率 (209 ~ 330 W/m·K) で、極度の高温-および高密度-のパッケージングに適しています。加工中は厳格な安全対策が必要です。
  • 厚膜セラミック PCB: スクリーン-印刷された厚膜導体ペーストを使用し、焼結して回路を形成します。-高温や腐食に強く、信頼性の高い用途に適しています。-
  • 片面セラミック PCB と多層セラミック PCB: 片面基板は構造が単純でコストが低くなります。-多層設計により、より複雑な相互接続が可能になり、ハイエンドのパワー モジュールでよく使用されます。-

一部の高電力設計では、セラミック基板を PCB の厚銅プロセスと組み合わせて銅の厚さを増やし(例: 3 オンス~10 オンス)、電流容量と熱放散を大幅に強化します。-

Ceramic PCB-1

 

製造プロセスとパフォーマンスの利点

 

セラミック PCB ボードは、さまざまな厚さ、精度、コスト要件に応じたさまざまなプロセスを使用して製造できます。

 

DPC (直接メッキ銅)

PVD + 電気めっきプロセス、銅の厚さ 10~140 μm、高精度回路に最適です。-

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DBC (ダイレクトボンド銅)

銅とセラミックの酸化結合、銅の厚さは最大 140 ~ 350 μm、厚銅 PCB 設計に適しています。

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LTCC (低温焼成セラミック)--

850~900 度で焼結されており、多層回路や高周波用途に適しています。-

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HTCC (高温焼成セラミック-)-

1600~1700 度で焼結されており、高温環境に適しています。-

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厚膜プロセス

セラミック基板上に導体/誘電体層を印刷し、高温で焼結します。

05

 

コアパフォーマンスの利点

 

  • FR-4(約. 0.8-1 W/m・K)をはるかに上回る高い熱伝導率(25~330 W/m・K)
  • 熱膨張係数が低く、熱サイクルによるはんだ接合部の疲労を軽減します。
  • 優れた絶縁性でコンポーネントを熱損傷から保護
  • 耐腐食性と高温耐性、最大 800 度まで安定した動作-
  • 厚銅 PCB テクノロジーと組み合わせて、電力密度と信頼性を向上させることができます

 

代表的な用途

 

  • パワー エレクトロニクス: IGBT モジュール、MOSFET ドライバ ボード、インバータ、その他の高出力モジュール-
  • LED 照明: 光源の寿命を延ばす高出力 LED 基板-
  • RF/マイクロ波: アンテナアレイ、パワーアンプモジュール
  • 自動車エレクトロニクス: モーターコントローラー、車両レーダー、パワードライバーモジュール
  • 医療機器: 高精度イメージング プローブ、レーザー ドライバー ボード-

これらのアプリケーションでは、セラミック PCB と厚銅回路基板テクノロジーを組み合わせることで、システムの熱管理と電気的安定性を大幅に向上させ、デバイスの寿命を延ばすことができます。

Ceramic PCB-2

 

設計と製造に関する考慮事項

 

  • 銅の厚さと配線幅を一致させて、電流容量と熱放散のバランスをとります。
  • 高熱伝導率の材料(AlN、BeO など)は、高出力密度および高周波アプリケーションに適していますが、コストとのトレードオフが必要です。-
  • 多層セラミック PCB の層間接続には、焼結収縮の正確な制御が必要です
  • 大電流設計では、厚銅 PCB プロセスを統合することで信頼性をさらに向上させることができます。{0}
  • セラミックスの脆さを考慮した基板形状と実装設計
DFM PCB design-3

 

まとめ

 

セラミック基板 PCB であっても、アルミナ セラミック PCB であっても、セラミック プリント基板の核となる価値は、高熱流束、高周波数、高信頼性のアプリケーションに対して堅牢な物理的および電気的サポートを提供することにあります。{0}{1}パフォーマンスの限界を押し上げるエンジニアリング プロジェクトにとって、セラミック回路基板は単なる材料の選択ではありません。-システムの安定性にとって重要な要素です。


Shenzhen STHL Technology Co., Ltd. は、セラミック PCB および厚銅 PCB の製造において豊富な経験を持ち、材料の選択から構造設計から量産までのワンストップ ソリューションを提供し、貴社の製品が高出力、高信頼性の市場で優れたものとなるよう支援します。-

 

弊社のエンジニアにご相談ください。info@pcba-china.com今すぐセラミック PCB から始まる STHL のサービスを体験してください。{0}

 

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