Mikä on keraamisten piirilevyjen lämmönjohtavuus ja mikä sen pitäisi olla?

Korkea lämmönjohtavuuskeraamiset PCBA:ton luultavasti tärkein syy, miksi yhä useammat teollisuudenalat siirtyvät keramiikkaan piirilevyissään ja pakkauksissaan, koska tämä substraatti tarjoaa merkittäviä etuja perinteisiin materiaaleihin nähden tässä suhteessa. Parempi CTE-sovitus ja tiivistys vain lisää näiden materiaalien houkuttelevuutta.

Haasteena on, että keraamiset substraatit ja niistä valmistamasi levyt ovat paljon kalliimpia kuin perinteisissä piirilevyissä käytetyt materiaalit, jotka voivat olla huomattavasti kalliimpia valmistaa suuria määriä tehtäessä. Keraamisten levyjen edut ja tarve parantaa lämmönjohtavuutta ovat kuitenkin niin suuret, että mikä tahansa yritys, jolla on varaa käyttää niitä, tekee niin todennäköisesti pakostakin.

Lämmönjohtavuustason arvioiminen

MCL:ssä voimme arvioida lämmönjohtavuustasoja tärkeimmille keraamisille levytyypeille, mutta lopulliset arvot vaihtelevat valmistusprosessin, raekoon ja koostumuksen mukaan. Vaikka emme ehkä tiedä levyn tarkkaa arvoa, tarkista asiantuntijoiden sopimat arvot alta:

Alumiininitridi: Yksi suosituimmista mutta kalleimmista keramiikka-alumiininitridistä, jonka lämmönjohtavuus on monien mielestä yli 150 W/MK ja yleensä noin 180 W/MK. Tutkimuksissa on kuitenkin löydetty arvoja, jotka vaihtelevat 80 W/MK:sta 200 W/MK:iin huoneenlämmössä, ja arvot putoavat yli kolmanneksella, kun ne lähestyvät 100 celsiusastetta.

Alumiinioksidi: Alumiinioksidin, toisen primäärikeramiikan, lämmönjohtavuusalue on 18-36 W/MK huoneenlämpötilassa.

MUUT MATERIAALIEN LÄMPÖTILA-ALUEET: Muita lämpötila-alueita, jotka voimme määrittää huoneenlämmössä, ovat 184-300 berylliumoksidille, 15-600 boorinitridille ja 70-210 W/MK piikarbidille.

Kun vaihtelua on niin paljon, todellista lämmönjohtavuutta on vaikea määrittää. Paras vaihtoehto on tehdä omat testisi, kirjata saamasi arvot ja käyttää niitä tulevissa laskelmissa.

Keraamiset piirilevysovellukset

Teollisuus, joka vaatii korkeataajuisia yhteyksiä ja hyvää lämmönkestävyyttä, voi hyötyä keraamisista piirilevyistä. Jotkut tärkeimmistä teollisuudenaloista, joita keraamiset piirilevyt voivat palvella, ovat: ilmailu, autoteollisuus, lääketieteelliset laitteet, raskaat koneet ja elektroniikka.

Suunnittelu- ja valmistustarpeistasi riippuenkeraaminen piirilevyprototyyppien valmistus voi olla erittäin hyödyllistä ja tehokasta painetuille piirilevyille näillä ja monilla muilla aloilla.