세라믹 PCB

우리는 전문가입니다 세라믹 PCB 제조 업체, 중국의 공급 업체, 우리는 주로 고품질 알루미나 (Al2O3) 세라믹 PCB, 알루미늄 질화물 (AIN) 세라믹 PCB 보드 및 IGBT 세라믹 PCB를 공급합니다. 우리의 세라믹 인쇄 회로 기판은 고압, 고절연, 고온 및 고신뢰성 및 소량 전자 제품의 특징으로 세라믹 PCB 기판 및 요구 사항에 가장 적합한 선택입니다.

세라믹 PCB 보드 란 무엇입니까?

세라믹 PCB 보드는 실제로 전자세라믹을 기본 소재로 하여 다양한 형태로 제작이 가능합니다. 그 중 세라믹 회로 기판의 고온 저항 및 높은 전기 절연 특성이 가장 두드러집니다. 낮은 유전 상수 및 유전 손실, 높은 열전도율, 우수한 화학적 안정성 및 구성 요소에 대한 유사한 열팽창 계수의 이점도 매우 중요합니다.

세라믹 PCB의 다른 유형

세라믹 PCB는 우수한 열 전도성 및 기밀성으로 인해 전력 전자, 전자 패키징, 하이브리드 마이크로 전자 및 다중 칩 모듈에 널리 사용됩니다. 그러나 모든 사람이 분류에 대해 명확하지 않습니다. 많은 제조업체들은 세라믹 PCB에 대해 듣자마자 세라믹 PCB가 비싸고 깨지기 쉽다고 생각합니다. 예, 이것은 실제로 세라믹 PCB의 단점이지만 모든 세라믹 PCB가 이와 같은 것은 아닙니다. 오늘 우리는 다양한 유형의 세라믹 PCB에 대해 알려줄 것입니다.

Al2O3 세라믹 PCB

Al2O3 세라믹 PCB(알루미나 세라믹 PCB)는 Al2O3를 주원료로 하고 Al2O3 함량이 75% 이상인 다양한 세라믹 PCB를 말합니다. 그것은 저렴한 가격, 높은 기계적 강도 및 경도, 우수한 절연 성능, 우수한 내열 충격성, 우수한 내 화학성, 높은 치수 정확도 및 금속에 대한 우수한 접착력의 장점과 함께 풍부한 원료 소스를 가지고 있습니다. 종합적인 성능이 좋은 세라믹 기판 소재입니다. 현재 사용되는 Al2O3 세라믹 기판은 Al2O3 함량이 85~99.5%를 차지한다. 그 중 96% Al2O3 세라믹 PCB는 후막 회로 기판 및 칩 장치 생산에 널리 사용됩니다. 실온에서 Al2O3의 열전도율은 29W/(m·K)로 강철의 열전도율에 가깝습니다. Al2O3 함량이 증가하면 Al2O3 세라믹 PCB의 전기 절연 성능 및 열전도율이 증가하지만 동시에 소성 온도의 증가, 에너지 소비 증가, 가마의 큰 손실 가구, 제조 비용의 증가.

SiC 세라믹 PCB

SiC 세라믹 PCB의 열전도율은 상온에서 100~490W/(m·K)로 매우 높으며, 이는 SiC 결정의 순도와 관련이 있습니다. 순도가 높을수록 열전도율이 높아집니다. 내산화성이 좋고 분해 온도가 2500℃ 이상이며 산화 분위기에서 1600℃에서 여전히 사용할 수 있습니다. 열팽창 계수도 낮고 Si에 가깝고 전기 절연 성능이 우수합니다. SiC는 모스 경도가 9.75로 다이아몬드, 큐빅 BN에 이어 두 번째로 높은 기계적 강도를 가지고 있습니다. SiC 세라믹은 공유 결합 특성이 강하고 소결이 어렵습니다. 일반적으로 소결 보조제로 소량의 붕소 또는 산화알루미늄을 첨가하여 밀도를 높입니다. 실험에 따르면 베릴륨, 붕소, 알루미늄 및 그 화합물이 가장 효과적인 첨가제로 SiC 세라믹을 98% 이상 밀도 있게 만들 수 있습니다.

BeO 세라믹 PCB

BeO는 산소 이온이 육각형으로 조밀하게 배열되어 육각형 격자를 형성하는 브라진 구조를 갖는다. 일반적인 산화물은 일반적으로 이온성 화합물이지만 BeO는 공유결합이 강하고 평균 분자량이 12에 불과하다. 전기적 특성, 발광성 및 광화학적 특성이 우수하고 기계적 강도가 높고 유전 손실이 적기 때문에 하나가 된다. 사람들이 주목하는 재료.

AlN 세라믹 PCB

AlN 세라믹 PCB(알루미늄 질화물 세라믹)는 새로운 유형의 고열전도성 세라믹 포장재입니다. 1990년대에 광범위하게 연구되어 점진적으로 개발되었습니다. 현재 일반적으로 유망한 전자 세라믹 패키징 PCB로 간주됩니다. AlN 재료는 높은 열전도율, 우수한 유전 특성, 높은 전기 절연 강도, 안정적인 화학적 특성, 강한 내식성 및 우수한 기계적 특성을 가지고 있습니다. 특히, 열팽창 계수가 실리콘과 일치하여 이상적인 반도체 패키징 기판 재료이며 집적 회로, 마이크로파 전원 장치, 밀리미터파 패키징, 고온 전자 패키징 및 기타 분야에서 널리 사용되었습니다.

IGBT 모듈용 세라믹 PCB

IGBT는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터를 나타냅니다. 절연 게이트 단자가 있는 바이폴라 트랜지스터입니다. IGBT는 단일 장치에서 MOS 구조의 제어 입력과 출력 스위치 역할을 하는 바이폴라 전력 트랜지스터를 결합합니다. IGBT 세라믹 PCB는 고전압, 고전류 애플리케이션에 적합합니다. 저전력 입력으로 고전력 애플리케이션을 구동하도록 설계되었습니다.

IGBT 또는 Insulated Gate Bipolar Transistor는 MOS 게이트가 있는 BJT 트랜지스터입니다. 또는 IGBT 모듈은 BJT와 MOS 게이트의 조합이라고 말할 수 있습니다. IGBT 칩은 크기는 작지만 100,000초 만에 650억 1만V의 초고전압에서 XNUMX만배의 전류 스위치와 전기 에너지 전송을 제어할 수 있다.

IGBT 모듈은 수년 동안 자동차, 산업, 항공 우주, 소비자 전자 제품 및 기타 여러 산업에 적용되었습니다. 그러나 모듈이 더 높은 전력에서 작동할 수 있도록 IGBT 패키지의 열 손실을 최적화하는 방법은 무엇입니까? 열이 더 빨리 발산될 수 있다면 IGBT 모듈은 더 발전된 애플리케이션을 가질 수 있습니다. 이를 위해 엔지니어들은 IGBT 패키징에 세라믹 PCB를 사용하고 있습니다.

세라믹 PCB는 IGBT 칩에서 외부 포장으로 열을 발산합니다.

IGBT 모듈이 작동할 때 얼마나 많은 열이 발생합니까? 100개의 전기로에서 발생하는 열과 같습니다. 많은 열이 IGBT 칩에서 즉시 소산되어야 하며 세라믹 PCB의 적용으로 이어집니다.

세라믹 PCB는 IGBT 모듈을 열로부터 어떻게 보호합니까? IGBT 모듈에서 세라믹 PCB는 IGBT 칩 아래에 놓이거나 칩이 세라믹 회로 기판에 조립되었다고 말할 수 있습니다. 세라믹 PCB는 칩을 연결하고 지지하며 칩에서 외부 포장으로 빠르게 열을 발산합니다. 이러한 방식으로 칩은 열의 영향으로부터 보호됩니다.

IGBT 열 분산에 세라믹 PCB를 사용할 수 있는 이유

IGBT 모듈의 방열에 사용되는 알루미나(Al₂O₃) PCB, 질화알루미늄(AlN) PCB, 질화규소(Si₃N₄) PCB가 있습니다.

세라믹 PCB가 IGBT 모듈의 열을 효과적으로 발산할 수 있는 이유는 무엇입니까? 세라믹 재료는 열 발산 및 전기 절연 특성이 우수하기 때문입니다. 알루미늄 기판 PCB와 달리 세라믹 PCB는 열 방출을 방해하는 절연층을 사용하지 않습니다. 세라믹 PCB 제조 과정에서 동박은 고온 고압에서 세라믹 기판에 직접 접합됩니다. 그런 다음 포토레지스트 코팅 방법으로 회로층을 제조합니다. 회로 기판이 제조되면 IGBT 및 기타 부품이 기판에 실장됩니다. 세라믹 재료는 절연성이 매우 높으며 최대 20KV/mm의 항복 전압을 견딜 수 있습니다. 알루미나 PCB의 열전도율은 15-35W/mK, 알루미늄 질화물 PCB는 170-230W/mK, 실리콘 질화물 PCB는 80+W/mK입니다. 이에 반해 알루미늄 PCB는 1~12W/mK에 불과한 열 손실을 가지고 있습니다.

세라믹 인쇄 회로 기판의 용도 및 응용

세라믹 인쇄회로기판은 다양한 응용 분야를 가지고 있으며 LED 분야, 태양광 패널 부품, 고전력 전력 반도체 모듈, 반도체 냉장고, 전자 히터, 전력 제어 회로, 전력 하이브리드 회로, 스마트 전력 부품, 고성능 주파수 스위칭 전원 공급 장치, 솔리드 스테이트 릴레이, 자동차 전자 제품, 통신, 항공 우주 및 군용 전자 부품.

세라믹 PCB 보드의 장점

  1. 더 높은 열전도율
  2. 더 일치하는 열팽창 계수
  3. 더 강하고 더 낮은 저항 금속 피막
  4. 기판의 납땜성이 좋고 사용온도가 높음
  5. 좋은 단열
  6. 낮은 고주파 손실
  7. 고밀도 조립이 가능
  8. 유기 성분을 포함하지 않고, 우주선에 내성이 있으며, 항공우주 분야에서 높은 신뢰성을 가지며 긴 서비스 수명을 가지고 있습니다.
  9. 구리층은 산화물층을 포함하지 않으며 환원성 분위기에서 장기간 사용 가능

세라믹 PCB 보드의 단점

1. 깨지기 쉬운
이것은 가장 중요한 단점 중 하나입니다. 현재 작은 면적의 세라믹 인쇄 회로 기판만 생산할 수 있습니다.

2. 비싼
전자 제품에 대한 요구 사항이 점점 더 많아지고 있습니다. 세라믹 회로 기판은 일부 상대적으로 고급 제품의 요구 사항을 충족하고 저가 제품은 전혀 사용되지 않습니다.

세라믹 PCB 대 알루미늄 PCB

세라믹 PCB와 알루미늄 PCB의 가장 큰 차이점은 재질과 구조입니다. 세라믹 PCB는 세라믹을 기판 재료로 사용합니다. 구조상 세라믹 자체의 절연 성능이 매우 우수하여 세라믹 PCB는 절연층이 필요하지 않습니다.

알루미늄 PCB는 방열 기능이 우수한 금속 기반 동박 적층판입니다. 일반적으로 단면 PCB는 회로층(구리박), 절연층 및 금속 베이스층의 XNUMX층 구조로 구성됩니다. 고급 사용을 위해 양면 PCB 기판으로도 설계되었으며 구조는 회로층, 절연층, 알루미늄 베이스, 절연층 및 회로층입니다. 다층 기판을 사용하는 애플리케이션은 거의 없으며, 절연층과 알루미늄 베이스가 있는 일반 다층 PCB 기판을 접합하여 형성할 수 있습니다.

알루미늄 PCB의 열전도율은 거의 1.0에서 2.0 사이입니다. 알루미늄 PCB는 절연층이 있는 구조로 되어 있어 열전도율은 주로 절연층과 관련이 있음을 알 수 있습니다. 절연층이 있는 알루미늄 PCB의 열전도율은 뛰어나지 않으나 일반 FR-4 PCB보다 월등히 우수합니다.

현재 시장에 나와 있는 세라믹 PCB는 주로 질화알루미늄 세라믹과 알루미나 세라믹입니다. 알루미나 세라믹의 열전도율은 거의 15~31이고 질화알루미늄의 열전도율은 거의 135~175입니다.

분명히 세라믹 PCB의 열전도율은 알루미늄 PCB의 열전도율보다 훨씬 좋습니다. 절연층은 주로 접합, 절연 및 열전도의 역할을 하는 알루미늄 PCB의 핵심 기술입니다. 알루미늄 PCB의 절연층은 전력 모듈 구조에서 가장 큰 열 장벽입니다. 절연층의 열전도율이 높을수록 장치 작동 중에 발생하는 열의 확산에 더 유리하고 장치의 작동 온도를 낮추는 데 더 도움이되어 전력 부하를 증가시키는 목적을 달성합니다. 모듈의 부피를 줄이고 수명을 연장하며 전력 출력을 향상시킵니다. 즉, 알루미늄 PCB의 성능은 절연층의 영향을 받습니다. 세라믹 PCB에는 절연층이 없으므로 이러한 문제가 없습니다.

세라믹 PCB의 주요 제조 공정

  1. 드릴링: 기계적 드릴링을 사용하여 금속 층 사이의 연결 파이프 생성
  2. 도금된 스루 홀: 연결 레이어 사이의 구리선을 뚫은 후 레이어 사이의 회로는 전도성이 없습니다. 따라서 홀 벽에 배선을 연결하기 위한 전도층을 형성해야 합니다. 이 프로세스를 업계에서는 일반적으로 "PTH 프로세스"라고 합니다. 주요 작업 절차에는 슬래그 제거, 화학 구리 및 구리 전기 도금의 세 가지 절차가 포함됩니다.
  3. 드라이 필름 적층: 감광성 에칭 저항층의 제조.
  4. 내부 회로 이미지 전송: 노출을 사용하여 네거티브 이미지를 보드 표면으로 전송합니다.
  5. 외부 회로 노광: 감광성 필름을 부착한 후 회로 기판은 내부 회로 기판과 유사한 제조 공정을 거친 후 다시 노광 및 현상됩니다. 이번에 감광막의 주요 기능은 전기도금이 필요한 영역과 전기도금이 필요하지 않은 영역을 정의하는 것이며, 우리가 다루는 영역은 전기도금이 필요하지 않은 영역입니다.
  6. 마그네트론 스퍼터링: 가스글로우 방전 과정에서 발생하는 양이온과 타겟 물질의 표면 원자 사이의 에너지 및 운동량 교환을 이용하여 물질을 소스 물질에서 기판으로 이동시켜 박막 증착을 구현 .
  7. Etching – 외부 회로의 형성: 화학적 반응이나 물리적 충격을 이용하여 물질을 제거하는 기술. 에칭의 기능은 특정 패턴의 선택적 제거에 반영됩니다. 회로의 전기 도금이 완료된 후 회로 기판은 스트리핑, 에칭 및 주석 와이어 스트리핑을 위해 보내집니다. 주요 작업은 전기도금 레지스트를 완전히 벗겨내고 에칭 용액에서 에칭될 구리를 노출시키는 것입니다. 회로 영역의 상부가 주석으로 보호되어 있기 때문에 알칼리 에칭 용액을 사용하여 구리를 에칭하지만 회로를 주석으로 보호하기 때문에 회로 영역의 회로를 유지할 수 있으므로 표면 회로가 전체 회로 기판이 나타납니다.
  8. 납땜 방지 페인트 코팅: 세라믹 회로 기판의 목적은 전자 부품을 운반하고 연결 목적을 달성하는 것입니다. 따라서 회로 기판의 회로가 완성된 후에는 전자 부품이 조립되는 영역을 정의해야 하며, 비조립 영역은 폴리머 재료로 적절히 보호되어야 합니다. 솔더는 전자 부품의 조립 및 연결에 사용되기 때문에 회로 기판을 부분적으로 보호하는 이러한 종류의 폴리머 재료를 "솔더 레지스트 페인트"라고 합니다. 현재 대부분의 감광성 솔더 레지스트 페인트는 습식 잉크 코팅을 사용합니다.

세라믹 PCB의 제조공정 및 기술

세라믹 PCB의 준비 과정은 HTCC, LTCC, DBC 및 DPC의 네 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

  • HTCC(고온 동시 소성 세라믹) 제조 방법은 1300°C 이상의 온도가 필요하지만 전극의 선택으로 인해 제조 비용이 상당히 비쌉니다.
  • LTCC(Low-Temperature Co-fired Ceramic)의 준비는 약 850°C에서 소성 과정을 필요로 하지만 준비된 회로의 정밀도가 좋지 않고 완제품의 열전도율이 낮습니다.
  • DBC(Direct Bonded Ceramic)의 제조 방법은 동박과 세라믹 간의 합금 형성이 필요하며 소성 온도는 1065-1085°C의 온도 범위 내에서 엄격하게 제어되어야 합니다. DBC의 제조 방법은 동박의 두께를 필요로 하기 때문에 일반적으로 150~300 마이크론 이상이어야 하므로 이러한 유형의 세라믹 회로 기판의 와이어 폭 대 깊이 비율이 제한됩니다.
  • DPC(직접 도금 세라믹)의 제조 방법은 진공 코팅, 습식 코팅, 노광 및 현상, 에칭 및 기타 공정을 포함하므로 제품의 가격이 비교적 높습니다. 또한 형상 가공 측면에서 DPC 세라믹 PCB는 레이저 절단이 필요하며 기존 드릴링, 밀링 머신 및 펀칭 머신은 이를 정확하게 가공할 수 없으므로 레이저 절단으로 접합력과 선폭이 더 정확합니다.

세라믹 PCB의 장점

세라믹 PCB는 이름에서 알 수 있듯이 세라믹을 기판으로 사용하는 회로 기판입니다. 세라믹의 성능은 일반 기판보다 우수합니다. 열전도성 세라믹 분말과 유기바인더를 250°C 이하의 온도에서 이용하여 제조한 회로기판으로 열전도율이 9-20 W/mk 입니다. . 세라믹 회로 기판은 우수한 열전도율, 고전압 저항 및 안정적인 화학적 특성의 장점으로 인해 전자 제품의 제조 및 제조에서 중요한 구성 요소가 되었습니다.
열전도율은 열 에너지를 전달하는 기판의 능력을 나타냅니다. 전도율이 높을수록 열전도율이 좋습니다. 따라서 열 에너지는 방열 시스템으로 효과적으로 전달되어 제품의 온도를 낮추고 제품의 수명을 연장할 수 있습니다. 세라믹 PCB의 주재료는 세라믹이고 세라믹 자체의 열전도율이 매우 높기 때문에 세라믹 PCB의 사용효과를 획기적으로 향상시킬 수 있다.
세라믹은 기계적 강도가 높은 일종의 재료입니다. 주재료인 세라믹 PCB는 기계적 강도도 계승합니다. 따라서 세라믹 PCB는 다양한 구성 요소를 더 잘 전달할 수 있을 뿐만 아니라 다른 구성 요소의 사용도 지원할 수 있습니다. 또한 우수한 처리 특성으로 인해 생산 중 사용자 요구 사항에 따라 회로 기판의 다층화를 달성할 수 있습니다.
세라믹은 전기 저항을 효과적으로 절연하고 고전압을 견딜 수 있는 절연 재료입니다. 따라서 세라믹 회로 기판을 다양한 전자 제품에 적용한 후 절연 이점을 더 잘 발휘할 수 있습니다. 또한 세라믹 회로 기판은 유전율이 낮기 때문에 고온 다습한 환경에서 우수한 안정성을 유지할 수 있어 전자 제품의 작동을 보다 안전하고 신뢰할 수 있습니다.
기술이 계속 혁신함에 따라 새로운 전자 제품이 점점 더 많아지고 회로 기판은 항상 필수적인 부분이었습니다. 오늘날의 전자 제품은 회로 기판에 대해 점점 더 높은 성능 요구 사항을 가지고 있으며 일반 회로 기판은 더 이상 현재의 기술 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 따라서 세라믹 회로 기판을 사용하면 현상을 충족시킬 수 있을 뿐만 아니라 강력한 기능을 제공할 수 있으며 제품의 안전 성능도 더욱 보장됩니다.

Hitech Circuits의 세라믹 PCB에 관한 FAQ

1. Hi-Tech Circuits는 어떤 유형의 세라믹 PCB를 제공합니까?

Hi-Tech Circuits는 산화알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 질화붕소(BN)를 포함한 다양한 유형의 세라믹 PCB를 전문으로 취급합니다. 이러한 소재는 까다로운 환경에서 탁월한 열 관리 및 신뢰성을 제공하기 위해 선택되었습니다.

2. Hi-Tech Circuits는 특정 요구 사항에 따라 세라믹 PCB를 맞춤 설정할 수 있습니까?

예, 우리는 귀하의 프로젝트의 고유한 요구 사항을 충족하기 위해 세라믹 PCB에 대한 사용자 정의 옵션을 제공합니다. 여기에는 레이아웃, 크기, 두께 및 재료의 변형이 포함됩니다. 우리 팀은 고객과 긴밀히 협력하여 고객의 사양이 충족되는지 확인합니다.

3. Hi-Tech Circuits는 세라믹 PCB의 품질을 어떻게 보장합니까?

우리는 재료 선택부터 최종 검사까지 제조 공정의 모든 단계에서 엄격한 품질 관리 조치를 취합니다. 우리 시설에는 각 PCB가 우리의 높은 품질 및 신뢰성 기준을 충족하는지 확인하기 위한 고급 테스트 장비가 갖추어져 있습니다.

4. Hi-Tech Circuits의 세라믹 PCB 생산 리드타임은 얼마나 됩니까?

리드타임은 주문의 복잡성과 수량에 따라 다릅니다. 일반적으로 제작 기간은 2~4주입니다. 그러나 긴급한 프로젝트에 대해서는 신속한 서비스도 제공합니다. 보다 구체적인 일정은 당사에 문의해 주세요.

5. Hi-Tech Circuits는 세라믹 PCB의 소량 주문을 지원합니까?

예, 우리는 고객의 다양한 요구에 부응하기 위해 소량 및 대량 주문을 모두 지원합니다. 프로토타입이 필요하든 대규모 생산이 필요하든 당사는 귀하의 요구 사항을 효율적으로 처리할 수 있는 장비를 갖추고 있습니다.

6. 세라믹 PCB 디자인을 위해 어떤 파일 형식을 제출해야 합니까?

Gerber RS-274X, PCBDOC, DXF 및 DWG를 포함한 다양한 파일 형식을 허용합니다. 다른 형식의 디자인이 있는 경우 당사에 문의하여 호환성에 대해 논의하세요.

7. Hi-Tech Circuits가 세라믹 PCB 프로젝트의 설계 단계를 지원할 수 있습니까?

전적으로! 우리는 PCB 설계 및 레이아웃을 지원할 수 있는 전담 엔지니어 팀을 보유하고 있어 귀하의 프로젝트가 제조 및 성능에 최적화되도록 보장합니다.