Keramiska PCB(Printed Circuit Boards) vinner snabbt dragkraft i industrier som kräver hög termisk prestanda, tillförlitlighet och miniatyrisering. Till skillnad från traditionella FR4-kort använder keramiska PCB keramiska material som substrat, vilket ger överlägsen värmeavledning, mekanisk styrka och elektrisk isolering.
Keramiska PCB är specialiserade kretskort som använder keramiska material - vanligtvis aluminiumoxid (Al₂O₃), aluminiumnitrid (AlN) eller berylliumoxid (BeO) - som bassubstrat. Dessa material är valda för sin exceptionella värmeledningsförmåga, elektriska isolering och stabilitet under höga temperaturer.
Nyckelfunktioner och parametrar för keramiska kretskort:
| Parameter | Typiskt intervall/specifikation | Beskrivning |
|---|---|---|
| Substratmaterial | Al2o3, AlN, BEAO Beo | Bestämmer värmeledningsförmåga och elektriska isoleringsegenskaper |
| Värmeledningsförmåga | 20–200 W/m·K | Effektiv värmeavledning för komponenter med hög effekt |
| Dielektrisk konstant (εr) | 8-9 (al ₂Oo), 8,5-9 (ALN) | Säkerställer signalintegritet i högfrekventa applikationer |
| Termisk expansionskoefficient (CTE) | 6–7 ppm/°C | Minskar stress mellan PCB och monterade komponenter |
| Maximal drifttemperatur | 450–1000°C | Stöder drift vid hög temperatur utan nedbrytning av substratet |
| Tjocklek | 0,2–3,0 mm | Stöder både tunna och styva konstruktioner |
| Kopparlager | 35–105 µm | Ger tillräcklig strömförande kapacitet |
| Ytfinish | Guld, nickel, tenn, silver | Säkerställer tillförlitlighet vid lödning och långvarig hållbarhet |
Keramiska PCB kategoriseras ofta iDirekt bunden koppar (DBC), Active Metal Brazing (AMB), ochTjockfilmsteknikbrädor. Varje typ tillgodoser specifika behov, från högströmseffektmoduler till mikroelektroniska enheter, och erbjuder unika fördelar i termisk hantering och mekanisk robusthet.
Överlägsen värmeavledning:
Högeffektslysdioder, RF-moduler och kraftelektronik genererar betydande värme. Keramiska PCB ger effektiva termiska vägar, förhindrar överhettning, förbättrar livslängden och bibehåller stabil prestanda under hög belastning. Aluminiumnitridbaserade keramiska PCB kan till exempel överstiga värmeledningsförmågan på 200 W/m·K, mycket överlägsen standard FR4-kort (~0,3 W/m·K).
Högfrekvent stabilitet:
Keramiska substrat uppvisar låg dielektrisk förlust, vilket säkerställer minimal signaldämpning i högfrekventa kretsar. Detta gör dem idealiska för RF-applikationer, 5G-moduler och satellitkommunikationsenheter.
Mekanisk och kemisk stabilitet:
Keramik motstår korrosion, fukt och termisk chock, vilket är avgörande i bil-, flyg- och industrimiljöer där PCB utsätts för svåra förhållanden.
Miniatyrisering och högdensitetsdesign:
Med framväxten av kompakta elektroniska enheter tillåter keramiska kretskort en tätare komponentplacering utan att kompromissa med värmehanteringen. Deras strukturella styvhet stöder tunga eller högdensitetskomponenter.
Långsiktig tillförlitlighet:
Keramiska PCB bibehåller prestanda under långa perioder även under höga temperaturer och mekanisk påfrestning, vilket minskar behovet av frekventa byten eller systemfel.
Keramiska PCB är integrerade i sektorer som kräver både hög termisk prestanda och precisionsteknik. Nyckelapplikationer inkluderar:
LED-belysning:Högeffekts-LED drar nytta av keramiska PCB:s utmärkta värmeavledning, vilket förbättrar ljusstyrkan och livslängden.
Kraftelektronik:Växelriktare, omvandlare och motordrivrutiner förlitar sig på DBC-keramiska kretskort för att hantera ström och värme.
Bilindustri:Elfordon och hybridsystem använder keramiska kretskort i batterihantering och drivlina moduler.
Telekommunikation:RF- och 5G-enheter kräver stabil signalöverföring vid höga frekvenser, som kan uppnås med keramiska substrat med låg förlust.
Medicinsk utrustning:Högtillförlitliga kretsar för bildsystem, lasrar och diagnostik använder keramiska PCB för att upprätthålla exakta operationer under höga temperaturer.
Nya trender:
Integration med flexibel elektronik:Genom att kombinera keramiska kretskort med flexibla substrat möjliggör hybriddesign för bärbara enheter och kompakt robotik.
Avancerad värmehantering:Innovationer som inbäddade värmerör eller mikrokanalkylning implementeras tillsammans med keramiska PCB för att ytterligare förbättra prestandan.
Miniatyrisering av högeffektsmoduler:Keramiska substrat stödjer sammankopplingar med hög densitet i små formfaktorer, vilket möjliggör nästa generations hemelektronik och industriell utrustning.
Grön tillverkning:Miljövänliga keramiska PCB-produktionstekniker vinner dragkraft, minskar miljöpåverkan samtidigt som hög prestanda bibehålls.
F1: Vilka är fördelarna med att använda keramiska PCB framför metallkärna PCB?
A1:Keramiska kretskort erbjuder överlägsen värmeledningsförmåga, lägre dielektrisk förlust, högre temperaturbeständighet och större mekanisk stabilitet jämfört med kretskort med metallkärna. Medan metallkärnor utmärker sig när det gäller värmespridning, ger keramik exakt värmehantering vid lokala hotspots och bibehåller elektrisk isolering samtidigt.
F2: Hur påverkar tjockleken på en keramisk PCB dess prestanda?
A2:Tjockare keramiska substrat förbättrar den mekaniska styrkan och tillåter högre strömkapacitet men kan något minska värmeavledningseffektiviteten per enhetstjocklek. Att välja den optimala tjockleken balanserar styvhet, termisk prestanda och tillverkningsförmåga för den avsedda applikationen.
F3: Kan keramiska PCB användas i högfrekventa applikationer?
A3:Ja, keramiska PCB har låg dielektrisk förlust och stabil permittivitet, vilket gör dem idealiska för RF-kretsar, 5G-moduler och mikrovågsapplikationer, där signalintegriteten är kritisk.
F4: Är keramiska PCB dyrare än traditionella FR4-kort?
A4:Ja, keramiska PCB har i allmänhet högre initialkostnader på grund av material- och bearbetningskomplexitet. Men den långsiktiga tillförlitligheten, den termiska effektiviteten och den minskade felfrekvensen motiverar ofta investeringen, särskilt i högeffekts- eller högfrekventa tillämpningar.
F5: Vilka är skillnaderna mellan DBC, AMB och tjockfilmskeramiska PCB?
A5:DBC-kort har koppar direkt bunden till keramik, vilket ger utmärkt värmeledning för kraftenheter. AMB-kort använder hårdlödningstekniker för stark termisk och elektrisk anslutning. Tjockfilms keramiska PCB förlitar sig på tryckta ledande pastor, lämpliga för kompakta flerskiktskretsar.
Fanwayspecialiserar sig på högpresterande keramiska PCB skräddarsydda för avancerad elektronik. Företaget kombinerar premium keramiska material med exakta tillverkningsprocesser för att säkerställa överlägsen värmehantering, signalstabilitet och mekanisk tillförlitlighet. Genom att erbjuda ett komplett spektrum av keramiska PCB-lösningar – inklusive DBC-, AMB- och tjockfilmsvarianter – möter Fanway de olika behoven hos industrier, allt från LED-belysning till fordonselektronik.
Med årtionden av erfarenhet och tonvikt på kvalitet säkerställer Fanway att varje bräda överensstämmer med internationella standarder, vilket stöder kunderna i att uppnå optimerad termisk prestanda, förbättrad enhetslivslängd och designlösningar med hög densitet. För frågor, teknisk support eller skräddarsydda keramiska PCB-lösningar,kontakta ossidag för att utforska Fanways innovativa erbjudanden och lyfta din elektroniska design.
