Jaka jest i powinna być przewodność cieplna ceramicznych płytek PCB?

Wysoka przewodność cieplnaceramiczne PCBAjest prawdopodobnie głównym powodem, dla którego coraz więcej branż zwraca się w stronę ceramiki w swoich PCB i opakowaniach, ponieważ podłoże to oferuje pod tym względem znaczną przewagę nad tradycyjnymi materiałami. Lepsze dopasowanie i uszczelnienie CTE tylko zwiększy atrakcyjność tych materiałów.

Wyzwanie polega na tym, że podłoża ceramiczne i płytki, które produkuje z nich Twój producent PCBA, są znacznie droższe niż materiały stosowane w tradycyjnych PCB, których produkcja może być znacznie droższa w przypadku zleceń o dużej objętości. Jednak zalety płyt ceramicznych i potrzeba poprawy przewodności cieplnej są tak duże, że każda firma, która może sobie pozwolić na ich użycie, prawdopodobnie zrobi to z konieczności.

Jak oszacować poziomy przewodności cieplnej

W MCL możemy oszacować poziomy przewodności cieplnej dla głównych typów płytek ceramicznych, ale ostateczne wartości będą się różnić w zależności od procesu produkcyjnego, wielkości ziarna i składu. Chociaż możemy nie znać dokładnej wartości tabliczki, sprawdź poniżej zakres wartości uzgodniony przez ekspertów:

Azotek glinu: Jedna z najpopularniejszych, ale drogich materiałów ceramicznych – azotek glinu – ma przewodność cieplną uważaną przez wielu za ponad 150 W/MK, a zwykle około 180 W/MK. Jednakże badania wykazały wartości w zakresie od 80 W/MK do 200 W/MK w temperaturze pokojowej, przy czym wartości spadają o ponad jedną trzecią w miarę zbliżania się do 100 stopni Celsjusza.

Tlenek glinu: Tlenek glinu, kolejna pierwotna ceramika, ma zakres przewodności cieplnej od 18 do 36 W/MK w temperaturze pokojowej.

INNE ZAKRESY TEMPERATUR MATERIAŁÓW: Inne zakresy temperatur, które możemy określić w temperaturze pokojowej, obejmują 184 do 300 dla tlenku berylu, 15 do 600 dla azotku boru i 70-210 W/MK dla węglika krzemu.

Przy tak dużej zmienności trudno jest określić rzeczywistą przewodność cieplną. Najlepszym rozwiązaniem jest wykonanie własnych testów, zapisanie uzyskanych wartości i wykorzystanie ich w przyszłych obliczeniach.

Zastosowania płytek ceramicznych

Branże wymagające połączeń o wyższej częstotliwości i dobrej odporności na ciepło mogą odnieść korzyści z ceramicznych płytek PCB. Do głównych gałęzi przemysłu, w których mogą służyć ceramiczne PCB, należą: przemysł lotniczy, motoryzacyjny, urządzenia medyczne, maszyny ciężkie i elektronika.

W zależności od potrzeb projektowych i produkcyjnych,płytka ceramicznaprototypowanie może być bardzo przydatne i wydajne w przypadku płytek drukowanych w tej i wielu innych branżach.