Keramische PCB's begrijpen: fundamentele verschillen met traditionele PCB's
Printplaten zijn een fundamenteel onderdeel geweest van moderne elektronica, gebruikt in een breed scala aan apparaten zoals smartphones, computers en medische apparatuur, en nog veel meer. Traditioneel zijn printplaten (PCB's) de standaard geweest als het gaat om het ontwerpen van elektronische apparaten. Keramische printplaten worden echter snel een aantrekkelijk en steeds populairder alternatief voor traditionele printplaten als het gaat om het ontwerpen van elektronica. Maar wat is een keramische printplaat en wat maakt hem zo anders dan uw traditionele printplaat?
Om keramische PCB's te begrijpen, moeten we eerst begrijpen wat printplaten zijn en hoe ze functioneren in elektronische apparaten. PCB's zijn een platform waarop elektronische componenten kunnen worden gemonteerd en met elkaar kunnen worden verbonden. Ze bestaan uit een geleidende metaallaag (meestal koper) geëtst op een niet-geleidend substraat (meestal glasvezelversterkte epoxy). De geleiders zijn zorgvuldig gerangschikt voor een efficiënte vermogensafgifte en de algehele werking van het elektronische apparaat. PCB-lagen kunnen in dikte variëren, afhankelijk van de grootte van het apparaat en het aantal componenten.
Keramische PCB's daarentegen bestaan uit een keramisch substraat, meestal aluminiumoxide of aluminiumnitride, voor een onderling verbonden metaallaag. Het keramische materiaal is aantrekkelijk in elektronisch ontwerp vanwege de uitzonderlijke thermische eigenschappen, het stabiele diëlektrische verlies en de hoge mechanische sterkte. Deze kenmerken maken het ideaal voor die toepassingen waar hoogfrequente circuits, hoge wattage of zelfs hoge-temperatuur elektronische componenten nodig zijn. Een voorbeeld hiervan wordt gebruikt in LED-verlichting, waar de hoge thermische geleidbaarheid van keramische PCB's als een uitstekend koelmiddel dient.
PCB's zijn berucht vanwege verschillende problemen, zoals thermische stress, condensatorpest en elektromagnetische interferentie (EMI). Aangezien keramische platen een hoger warmtegeleidingsvermogen hebben dan traditionele PCB's, lopen ze minder risico op problemen als gevolg van thermische belasting. Het geëtste metalen circuit op de keramische printplaat heeft ook minder kans op corrosie, omdat keramische platen corrosiebestendiger zijn dan andere printplaten. Een keramische PCB biedt ook uitstekende elektrische isolatie, waardoor het ideaal is voor circuits met hoge stroom en hoogspanning. Keramische printplaten hebben ook een verzegeld oppervlak, dat een beschermingslaag tegen EMI biedt.
Aluminium PCB's zijn het meest gebruikte type keramische PCB's. Ze hebben een warmtegeleidingsvermogen van 2-3 keer dat van traditionele PCB's en een hoge mechanische sterkte. Vanwege hun sterke mechanische sterkte zijn keramische PCB's snel bestand tegen de ontberingen van het productieproces en hoge temperatuurvereisten. Als het gaat om elektronische apparaten, worden aluminium PCB's veel gebruikt in voedingen, LED-verlichting en radio's.
Conclusie:
Concluderend, de fundamentele verschillen tussen traditionele PCB's en keramische PCB's zijn de gebruikte basismaterialen. Het keramische substraat geeft keramische PCB's een hoger warmtegeleidingsvermogen, een hoge mechanische sterkte en een stabieler diëlektrisch verlies. Deze kenmerken maken keramische PCB's ideaal voor hoogfrequente toepassingen, elektronische componenten met een hoog wattage en circuits voor hoge temperaturen zoals LED-verlichting en voedingen. In lekentermen: als je te maken hebt met elektronische apparaten die veel warmte produceren of een hoog voltage vereisen, is een keramische printplaat een betere keuze dan een traditionele printplaat. De veelzijdigheid en functionaliteit van keramische PCB's maken ze steeds populairder en ideaal voor de steeds groeiende elektronische ontwikkelingen.
