Keandalan Substrat Keramik

Keandalan Substrat Keramik

PCB Keramik (Ceramic Substrate) mengacu pada pelat proses khusus di mana foil tembaga diikatkan langsung ke permukaan (tunggal atau ganda) substrat keramik alumina (Al2O3) atau aluminium nitrida (AlN) pada suhu tinggi. Substrat komposit ultra-tipis ini memiliki kinerja isolasi listrik yang sangat baik, konduktivitas termal yang tinggi, penyolderan yang sangat baik, dan daya rekat yang tinggi, serta dapat diukir menjadi berbagai grafik seperti papan PCB, dengan kapasitas daya dukung arus yang besar. Oleh karena itu, substrat keramik telah menjadi bahan dasar teknologi struktur sirkuit elektronik berdaya tinggi dan teknologi interkoneksi, yang cocok untuk produk dengan nilai kalori tinggi (LED kecerahan tinggi, energi surya), dan ketahanan cuaca yang sangat baik dapat diterapkan pada lingkungan luar ruangan yang keras.

Produk aplikasi utama: papan pembawa LED daya tinggi, lampu LED, lampu jalan LED, inverter surya

Fitur substrat keramik:

Struktur: Kekuatan mekanik yang sangat baik, kelengkungan rendah, koefisien ekspansi termal mendekati wafer silikon (aluminium nitrida), kekerasan tinggi, kemampuan proses yang baik, akurasi dimensi tinggi

Iklim: Cocok untuk lingkungan suhu dan kelembaban tinggi, konduktivitas termal tinggi, ketahanan panas yang baik, ketahanan korosi dan keausan, ketahanan UV & menguning

Kimia: Bebas timbal, tidak beracun, stabilitas kimia yang baik

Listrik: resistansi isolasi tinggi, metalisasi mudah, grafik sirkuit dan daya rekat kuat

Pasar: Bahan melimpah (tanah liat, aluminium), mudah diproduksi, harga murah

Perbandingan karakteristik termal material PCB (konduktivitas) :

Papan serat kaca (PCB tradisional): 0,5W/mK, substrat aluminium: 1~2,2W/mK, substrat keramik: 24[alumina]~170[aluminium nitrida]W/mK

Koefisien perpindahan panas material (satuan W/mK) :

Resin: 0,5, alumina: 20-40, silikon karbida: 160, aluminium: 170, aluminium nitrida: 220, tembaga: 380, berlian: 600

Klasifikasi proses substrat keramik:

Menurut garis proses substrat keramik dibagi menjadi: film tipis, film tebal, keramik multi-lapisan co-fired suhu rendah (LTCC)

Thin Film Process (DPC): Kontrol presisi desain sirkuit komponen (lebar garis dan ketebalan film)

Proses film tebal (Thick film) : untuk memberikan pembuangan panas dan kondisi cuaca

Keramik multilapis yang dibakar bersama pada suhu rendah (HTCC): Penggunaan keramik kaca dengan suhu sintering rendah, titik leleh rendah, konduktivitas tinggi dari karakteristik pembakaran bersama logam mulia, substrat keramik multilapis) dan perakitan.

Keramik multilapis yang dibakar bersama pada suhu rendah (LTCC): Tumpuk beberapa substrat keramik dan tanamkan komponen pasif dan ic lainnya

Proses pembuatan substrat keramik film tipis:

· Perlakuan awal → penyemprotan → pelapisan fotoresistance → pengembangan paparan → pelapisan garis → penghilangan film

· Laminasi → pengepresan panas → penghilangan lemak → pembakaran substrat → pembentukan pola sirkuit → pembakaran sirkuit

· Laminasi → pola sirkuit cetak permukaan → pengepresan panas → penghilangan lemak → pembakaran bersama

· Grafik sirkuit cetak → laminasi → pengepresan panas → penghilangan lemak → pembakaran bersama

Kondisi uji keandalan substrat keramik:

Substrat keramik operasi suhu tinggi: 85℃

Operasi suhu rendah substrat keramik: -40℃

Substrat keramik tahan dingin dan guncangan termal:

1. 155℃(15 menit)←→-55℃(15 menit)/300siklus

2. 85 ℃ (30 menit) silakan - - 40 ℃ (30 menit) / RAMP: 10 menit (12,5 ℃ / menit) / 5 siklus

Perekat substrat keramik: Tempelkan pada permukaan papan dengan selotip 3M#600. Setelah 30 detik, sobek dengan cepat ke arah 90° dengan permukaan papan.

Percobaan tinta merah substrat keramik: Rebus selama satu jam, kedap air

Peralatan uji:

1. Ruang uji panas lembab suhu tinggi dan rendah

2. Ruang uji kejut dingin dan panas tipe gas tiga kotak