Độ tin cậy của nền gốm

Độ tin cậy của nền gốm

PCB gốm (Chất nền gốm) là tấm quy trình đặc biệt trong đó lá đồng được liên kết trực tiếp với bề mặt (đơn hoặc đôi) của chất nền gốm alumina (Al2O3) hoặc nhôm nitride (AlN) ở nhiệt độ cao. Chất nền composite siêu mỏng có hiệu suất cách điện tuyệt vời, độ dẫn nhiệt cao, khả năng hàn tuyệt vời và độ bám dính cao, và có thể được khắc vào nhiều loại đồ họa như bảng mạch PCB, với khả năng dẫn dòng điện lớn. Do đó, chất nền gốm đã trở thành vật liệu cơ bản của công nghệ cấu trúc mạch điện tử công suất cao và công nghệ kết nối, phù hợp với các sản phẩm có giá trị calo cao (đèn LED độ sáng cao, năng lượng mặt trời) và khả năng chống chịu thời tiết tuyệt vời của nó có thể được áp dụng cho môi trường ngoài trời khắc nghiệt.

Sản phẩm ứng dụng chính: bảng đèn LED công suất cao, đèn LED, đèn đường LED, biến tần năng lượng mặt trời

Đặc điểm của vật liệu nền gốm:

Cấu trúc: Độ bền cơ học tuyệt vời, độ cong vênh thấp, hệ số giãn nở nhiệt gần giống với wafer silicon (nhôm nitride), độ cứng cao, khả năng gia công tốt, độ chính xác kích thước cao

Khí hậu: Thích hợp với môi trường có nhiệt độ và độ ẩm cao, độ dẫn nhiệt cao, khả năng chịu nhiệt tốt, chống ăn mòn và mài mòn, chống tia UV và ố vàng

Hóa học: Không chì, không độc hại, độ ổn định hóa học tốt

Điện: khả năng cách điện cao, dễ mạ điện, đồ họa mạch và độ bám dính mạnh

Thị trường: Vật liệu dồi dào (đất sét, nhôm), dễ sản xuất, giá thành thấp

So sánh đặc tính nhiệt của vật liệu PCB (độ dẫn nhiệt):

Tấm sợi thủy tinh (PCB truyền thống): 0,5W/mK, chất nền nhôm: 1~2,2W/mK, chất nền gốm: 24[nhôm oxit]~170[nhôm nitride]W/mK

Hệ số truyền nhiệt vật liệu (đơn vị W/mK):

Nhựa: 0,5, alumina: 20-40, silicon carbide: 160, nhôm: 170, nhôm nitrua: 220, đồng: 380, kim cương: 600

Phân loại quy trình nền gốm:

Theo quy trình nền gốm được chia thành: màng mỏng, màng dày, gốm nhiều lớp đồng nung ở nhiệt độ thấp (LTCC)

Quy trình màng mỏng (DPC): Kiểm soát chính xác thiết kế mạch thành phần (chiều rộng đường và độ dày màng)

Quy trình màng dày (Thick film): cung cấp khả năng tản nhiệt và điều kiện thời tiết

Gốm nhiều lớp đồng nung ở nhiệt độ thấp (HTCC): Sử dụng gốm thủy tinh có nhiệt độ thiêu kết thấp, điểm nóng chảy thấp, đặc tính dẫn điện cao của kim loại quý đồng nung, nền gốm nhiều lớp) và lắp ráp.

Gốm nhiều lớp nung đồng thời ở nhiệt độ thấp (LTCC): Xếp chồng nhiều lớp nền gốm và nhúng các thành phần thụ động và các ic khác

Quy trình sản xuất chất nền gốm màng mỏng:

· Xử lý trước → phun phủ → phủ lớp chống quang → phát triển phơi sáng → mạ dòng → loại bỏ màng

· Cán màng → ép nóng → tẩy dầu mỡ → nung vật liệu nền → tạo hoa văn mạch → nung mạch

· Cán màng → tạo mẫu mạch in bề mặt → ép nóng → tẩy dầu mỡ → nung đồng thời

· Đồ họa mạch in → cán màng → ép nóng → tẩy dầu mỡ → nung đồng thời

Điều kiện thử nghiệm độ tin cậy của nền gốm:

Nền gốm hoạt động ở nhiệt độ cao: 85℃

Nền gốm hoạt động ở nhiệt độ thấp: -40℃

Nền gốm chịu sốc nhiệt và lạnh:

1. 155℃(15 phút)←→-55℃(15 phút)/300 chu kỳ

2. 85 ℃ (30 phút) xin vui lòng - - 40 ℃ (30 phút)/RAMP: 10 phút (12,5 ℃ / phút) / 5 chu kỳ

Độ bám dính của lớp nền gốm: Dán băng keo 3M#600 vào bề mặt tấm ván. Sau 30 giây, xé nhanh theo hướng 90° với bề mặt tấm ván.

Thí nghiệm mực đỏ trên nền gốm: Đun sôi trong một giờ, không thấm nước

Thiết bị thử nghiệm:

1. Buồng thử nhiệt độ cao và thấp ẩm

2. Buồng thử nghiệm sốc nhiệt và lạnh loại khí ba hộp