Scopri i Circuiti Stampati in Ceramica

Parole chiave: substrato ceramico, PCB ceramico

L'allumina, il nitruro di alluminio e l'ossido di berillio costituiscono il materiale di base ceramico dei circuiti stampati in ceramica (PCB), che possiedono un'elevata conducibilità termica. Possono disperdere rapidamente il calore su tutta la superficie, rimuovendolo dai punti caldi. I PCB ceramici sono prodotti utilizzando la tecnologia LAM, ovvero la metallizzazione ad attivazione laser rapida. Il substrato ceramico per PCB ceramico è di conseguenza più versatile e potrebbe sostituire completamente un tipico circuito stampato con un design più semplice e prestazioni migliori.

Grazie alle loro prestazioni migliorate, i circuiti stampati in ceramica (PCB) o PCB ceramici stanno diventando sempre più comuni tra i circuiti stampati. Ci sono alcune considerazioni da fare quando si cerca il tipo ideale di PCB ceramico. Valutando tutti i dettagli e confrontandoli con prodotti simili, puoi decidere se effettuare o meno un acquisto. La base dei circuiti stampati in ceramica è la ceramica. I materiali a base ceramica in questo tipo di base hanno canali conduttivi impressi. Supera i circuiti stampati con nucleo metallico o FR4 grazie a una migliore conducibilità e a molti altri vantaggi che distinguono i circuiti a base ceramica. Le schede ceramiche sono state create per inserirsi in spazi ristretti senza compromettere la dissipazione del calore o il rapporto di dilatazione termica. Queste superano i circuiti stampati tradizionali in diversi aspetti, che vengono ulteriormente spiegati di seguito.

Una classe di materiali con strutture chimiche e proprietà fisiche simili viene definita "ceramica". Lo sviluppo di dispositivi elettronici più piccoli ha tratto grande beneficio dall'uso di circuiti stampati in ceramica. Queste schede presentano un'elevata conducibilità termica e un basso coefficiente di dilatazione. I PCB ceramici sono quindi meno complessi e più adattabili rispetto ai PCB tradizionali.

Tipi di circuiti stampati in ceramica

In base al metodo di produzione, si distinguono tre tipi di PCB ceramici.

• PCB ceramico per alte temperature
• PCB ceramico per basse temperature

• PCB ceramico a film spesso

Circuiti stampati in ceramica per alte temperature

Questo tipo di PCB, noto anche come circuito ceramico co-cotto ad alta temperatura (HTCC), è progettato per resistere a temperature elevate. Questi circuiti stampati sono realizzati in modo distintivo. La procedura combina solvente, plastificante, adesivo, ossido di alluminio e lubrificante per produr

Questo tipo di PCB è realizzato ricoprendo un materiale di base ceramico con dielettrico e paste d'oro. Il materiale viene cotto a una temperatura di 1000 °C o inferiore dopo essere stato rivestito con una qualsiasi di queste paste. È preferibile utilizzare ceramica a strato spesso perché impedisce l'ossidazione del rame. Di conseguenza, un condensatore, un resistore, un conduttore, un semiconduttore e un conduttore possono essere tutti intercambiati durante la realizzazione di un PCB ceramico. Questo tipo è utilizzato dai produttori che sono preoccupati per l'ossidazione. Lo strato conduttore di questo tipo di PCB può avere uno spessore fino a 10 micron, ma non superiore a 13 micron.

I circuiti stampati in ceramica offrono vantaggi.

Un PCB in ceramica è considerato la migliore alternativa per molte applicazioni grazie ai suoi numerosi vantaggi. Ecco alcuni benefici che rendono i PCB in ceramica un'opzione popolare.

Elevata Espansione Termica: Il coefficiente di espansione termica dei PCB in ceramica è elevato. I PCB in ceramica sono un'ottima opzione per una varietà di dispositivi poiché hanno una buona conduttività termica anche a temperature elevate.

Alta Pressione: I PCB in ceramica sono notevolmente versatili e funzionano bene anche in presenza di alta pressione. Le applicazioni per uso intensivo sono ideali per i circuiti stampati in ceramica.

Elevato Isolamento: La ceramica è anche molto isolante, il che rende meno probabile che il calore fluisca attraverso il substrato, proteggendo i componenti del circuito stampato da danni.

Alta Temperatura: La ceramica rimane utilizzabile anche in condizioni di clima e temperatura avverse, aumentando la sua affidabilità e durata in diversi settori.

Alta Frequenza: La ceramica ha un'alta frequenza e può essere utilizzata in settori come l'aerospaziale e la medicina che necessitano di trasmettere dati e segnali elettrici ad alte frequenze.

I PCB in ceramica sono più convenienti perché migliorano le prestazioni semplificando al contempo la produzione e la progettazione. Di conseguenza, i circuiti in ceramica sono più accessibili dei PCB con nucleo metallico (Cu/AL).

Caratteristiche del PCB in ceramica

Tranne per i circuiti standard, che hanno basi in fibra di vetro epossidica, polistirene e altri materiali, i pannelli in ceramica si distinguono dalla concorrenza per le loro caratteristiche uniche. Queste qualità includono quanto segue:

• I circuiti stampati in ceramica forniscono eccellenti conduttori di calore.
• I circuiti stampati in ceramica sono resistenti all'erosione chimica.
• Un elevato livello di compatibilità meccanica è offerto dai PCB in ceramica.
• Sui circuiti in ceramica, la delineazione ad alta densità è semplice.
• Infine, hanno un'eccezionale conformità dei componenti CTA.

Casi d'uso per i PCB in ceramica

Grazie alla loro bassa resistenza all'erosione chimica, o CTE, bassa costante dielettrica e buona conduttività termica, i PCB in ceramica sono preferiti per una varietà di applicazioni. Di seguito sono riportati alcuni usi per i PCB in ceramica:

• Dispositivo di memoria
• Modulo chip-on-board
• Circuiti potenti
• Oscillatori a orologio di alta precisione: VCXO, TCXO e OCXO
• Rele a stato solido (SSR)
• Array di pannelli solari
• Modulo di ricezione e trasmissione
• Scheda di interconnessione a più strati
• LED analogici/digitali su PCB
• Sistema di illuminazione per veicoli
• Apparecchiatura telefonica con sensore a cella solare
• Apparecchiature per la lavorazione dei semiconduttori
• Una strada con luce intensa

Quando si sceglie un partner per la produzione di substrati ceramici per PCB in ceramica, tenere a mente fattori come i tempi di consegna, l'utilizzo corretto dei materiali e l'ottimizzazione dei costi. Poiché aderiamo agli standard IPC più recenti, alle tolleranze, alle linee guida DFM e DFA, World Electronics è il partner ideale per il vostro prossimo progetto di PCB.