Почему многие конструкторы печатных плат выбирают медное покрытие?
2024-12-11
После того, как все содержание конструкции ПКБ завершено, последний критический шаг обычно выполняется - выкладка меди.
Медная прокладка - это покрытие неиспользуемого пространства на ПКБ медной поверхностью. Различные ПКБ-программные средства обеспечивают интеллектуальную функцию прокладки меди. Обычно область, где прокладывается медь, становится красной,с указанием того, что эта область покрыта медью.
Почему же в конце положена медь?
Для печатных плат прокладка меди выполняет множество функций, таких как уменьшение импеданса заземляющего провода и улучшение способности к противодействию помехам; подключение к заземляющему проводу для уменьшения площади петли;и помогает рассеивать тепло, и т.д.
1Медная прокладка может уменьшить наземное сопротивление и обеспечить защиту от заслона и подавление шума.
В цифровых схемах много пиковых токов, поэтому необходимо уменьшить наземный импиданс.
Медная прокладка может уменьшить сопротивление заземления путем увеличения площади проводящего поперечного сечения заземления;или сократить длину заземления провода и уменьшить индуктивность заземления провода, тем самым уменьшая импеданс заземления провода; он также может контролировать емкость заземления провода, так что заземление провода может быть,тем самым улучшая проводимость заземления и уменьшая импеданс заземления.
Большая площадь земли или питания меди также может играть роль экранирования, помогая уменьшить электромагнитные помехи, улучшить анти-помехи способности цепи,и удовлетворять требованиям EMC.
Кроме того, для высокочастотных схем медная прокладка обеспечивает полный путь возвращения для высокочастотных цифровых сигналов, уменьшая проводку сети постоянного тока,тем самым повышая стабильность и надежность передачи сигнала.
2Положение меди может улучшить способность рассеивания тепла ПКБ. В дополнение к снижению импеданса наземных проводов в конструкции ПКБ, установка меди также может использоваться для рассеивания тепла.
Как мы все знаем, металл - это материал, который легко проводит электричество и тепло.пробелы в доске и другие пустые зоны будут иметь больше металлических компонентов, и площадь поверхности рассеивания тепла увеличится, поэтому легче для общего рассеивания тепла платы ПХБ.Медные покрытия также способствуют равномерному распределению тепла и предотвращению образования локальных горячих зон.
Равномерное распределение тепла по всей ПХБ-карте позволяет уменьшить локальную концентрацию тепла, снизить температурный градиент источника тепла,и эффективность теплораспределения может быть улучшена.
Поэтому при проектировании печатных пластин медный слой может использоваться для рассеивания тепла следующими способами:
Проектируйте область рассеивания тепла: в соответствии с распределением источника тепла на ПКБ-карте разумно спроектируйте область рассеивания тепла.и положить достаточно медной фольги в этих областях, чтобы увеличить площадь поверхности рассеивания тепла и пути теплопроводности.
Увеличение толщины медной фольги: увеличение толщины медной фольги в области теплоотведения может увеличить путь теплопроводности и улучшить эффективность теплоотведения.
Проектирование теплораспределения через отверстия: Проектирование теплораспределения через отверстия в области теплораспределения для проведения тепла на другую сторону платы ПКБ через отверстия,увеличение траектории рассеивания тепла и повышение эффективности рассеивания тепла.
Добавление теплоотводов: Добавление теплоотводов в зону рассеивания тепла для проведения тепла в теплоотводы,и затем рассеивать тепло через естественную конвекцию или радиаторы вентиляторов для повышения эффективности рассеивания тепла.
3Медная прокладка может уменьшить деформацию и улучшить качество производства ПКБ.
Медная прокладка может помочь обеспечить однородность электропластинки, уменьшить деформацию доски во время процесса ламинирования, особенно для двусторонних или многослойных ПКБ,и улучшить качество производства ПХБ.
Если в некоторых местах слишком много медной фольги, а в некоторых слишком мало, это приведет к неравномерному распределению всей доски.
4. удовлетворять потребности в установке специальных устройств.
Для некоторых специальных устройств, таких как те, которые требуют заземления или специальных требований к установке,медная укладка может обеспечить дополнительные точки подключения и фиксированную поддержку для повышения стабильности и надежности устройстваПоэтому, основываясь на вышеперечисленных преимуществах, в большинстве случаев электронные дизайнеры прокладывают медь на плату ПКБ. Однако прокладывание меди не является необходимой частью проектирования ПКБ.
В некоторых случаях нецелесообразно или нецелесообразно устанавливать медь на покрытие.1 Высокочастотные сигнальные линии: для высокочастотных сигнальных линий медная прокладка может ввести дополнительную емкость и индуктивность, влияя на производительность передачи сигнала.В высокочастотных схемах, обычно необходимо контролировать направление заземления провода, чтобы уменьшить обратный путь заземления вместо наложения меди.медная покрытие повлияет на сигнал части антенныУстановка меди в области вокруг части антенны может легко привести к тому, что сигнал, собранный слабыми сигналами, будет получать относительно большие помехи.Сигнал антенны очень строгий для параметров усилительной схемыПоэтому область вокруг части антенны обычно не покрыта медью.
2 Круговые платы с высокой плотностью: для платы с более высокой плотностью чрезмерное покрытие медью может вызвать короткое замыкание или проблемы с заземлением между линиями,влияющие на нормальную работу цепиПри проектировании высокой плотности платы, вы должны тщательно проектировать медную компоновку, чтобы обеспечить достаточное расстояние и изоляцию между линиями, чтобы избежать проблем.
③Слишком быстрое рассеивание тепла и сложная сварка: если компонентные булавки полностью покрыты медью, это может привести к слишком быстрому рассеиванию тепла, что затрудняет сварку и ремонт.Мы знаем, что медь имеет высокую теплопроводностьСледовательно, независимо от того, является ли это ручной сваркой или сваркой с обратным потоком, медная поверхность будет быстро проводить тепло во время сварки, в результате чего температура сварки теряется,что повлияет на сваркуСледовательно, в конструкции следует стараться использовать "крестовые цветочные подушки", чтобы уменьшить рассеивание тепла и облегчить сварку.
④Особые требования к окружающей среде: в некоторых особых условиях, таких как высокая температура, высокая влажность, коррозионная среда и т. д., медная фольга может быть повреждена или коррозирована,таким образом влияя на производительность и надежность ПХБВ этом случае необходимо выбрать подходящие материалы и методы обработки в соответствии со специфическими экологическими требованиями, а не переплавить медь.
⑤- специальные платы: для платы специального уровня, таких как гибкие платы с контурными схемами и жестко-гибкие композитные платы, copper laying design needs to be carried out according to specific requirements and design specifications to avoid problems with the flexible layer or rigid-flexible composite layer caused by excessive copper laying.
Подводя итог, при проектировании ПКБ необходимо сделать соответствующий выбор медной прокладки или отсутствия медной прокладки в соответствии со специфическими требованиями схемы,экологические требования и специальные сценарии применения.
Посмотрите на меня.
Заявление об авторских правах: авторские права на информацию в этой статье принадлежат оригинальному автору и не представляют мнения этой платформы.Если имеются авторские права и ошибки в информацииПожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы исправить или удалить его.
Смотрите больше
Объясните разницу между алюминиевым субстратом и FR4 в одной статье!
2025-01-02
Алюминиевый субстрат - это материал на основе алюминиевого материала, с изоляционным слоем и другими проводящими слоями, покрытыми алюминиевым материалом. FR4 - это ламинат, усиленный стекловолокном,который состоит из нескольких слоев волокнистой ткани и смолыВ данной статье будут представлены различия между алюминиевыми субстратами и FR4 с точки зрения теплопроводности, механической прочности, трудности производства,диапазон применения и коэффициент теплового расширения.
Алюминиевый субстрат - это материал на основе алюминиевого материала, с изоляционным слоем и другими проводящими слоями, покрытыми алюминиевым материалом. FR4 - это ламинат, усиленный стекловолокном,который состоит из нескольких слоев волокнистой ткани и смолыВ данной статье будут представлены различия между алюминиевыми субстратами и FR4 с точки зрения теплопроводности, механической прочности, трудности производства,диапазон применения и коэффициент теплового расширения.
1ТеплопроводностьАлюминиевая подложка имеет хорошее теплоотведение, а теплопроводность примерно в 10 раз выше, чем у FR4.
2Механическая прочностьМеханическая прочность и жесткость алюминиевых подложки лучше, чем FR4, и они более подходят для установки больших компонентов и изготовления больших площадей печатных плат.
3. Трудность приготовленияПроизводство алюминиевых субстратов требует большего количества этапов процесса, производственный процесс сложнее, чем FR4, а стоимость производства выше, чем FR4.
4Сфера примененияАлюминиевые подложки подходят для высокопроизводительных электронных продуктов, таких как светодиодное освещение, источники питания, преобразователи частот и солнечные инверторы.в то время как FR4 подходит для низкомощных электронных продуктов, таких как телевизоры, телефоны и электронные игровые консоли.
5Коэффициент теплового расширенияКоэффициент теплового расширения алюминиевой подложки близок к коэффициенту медной фольги и меньше, чем у FR4, что хорошо для обеспечения качества и надежности платы.
Посмотрите на меня.
Заявление об авторских правах: авторские права на информацию в этой статье принадлежат оригинальному автору и не представляют мнения этой платформы.Если имеются авторские права и ошибки в информацииПожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы исправить или удалить его.
Смотрите больше
Сколько вы знаете о специальном процессе создания ПХБ - процессе никель-палладий-золото?
2024-11-27
Среди процессов обработки поверхности для печатных плат (ПКБ) процесс никель-палладий-золото привлек много внимания за его отличные характеристики и широкий спектр применений.Этот процесс обеспечивает надежную гарантию PCB в сложных электронных средах применения, обеспечивая высокую производительность и стабильность электронного оборудования.
I. Основные принципы процесса никель-палладийного сплаваПроцесс никель-палладий-золото - это технология обработки поверхности, которая последовательно формирует слой никеля, слой палладия,и золотой слой на медной поверхности ПКБ путем химического осажденияЕго принцип основан на процессе окисления в химических реакциях.медная поверхность ПКБ используется в качестве редуктораПод действием специфической температуры, значения pH и добавок, ионы металла постепенно уменьшаются и оседают на поверхности меди.ионы никеля уменьшаются на поверхности меди, образуя слой никеляРоль никелевого слоя заключается в обеспечении плоской, равномерной и хорошей адгезионной основы, а также в обеспечении определенной защиты для последующего слоя палладия и слоя золота.ионы палладия уменьшаются и оседают на слое никеля, образуя слой палладияПалладиевый слой обладает хорошей коррозионной стойкостью и служит переходным слоем между золотым слоем и никелевым слоем.Он может эффективно предотвратить окисление слоя никеля и улучшить качество слоя золотаНаконец, на слое палладия ионы золота уменьшаются, образуя золотой слой. Золотой слой дает ПХБ хорошую проводимость, сварную способность и окислительность,обеспечение стабильности соединительных частей ПКБ во время сборки и использования электронного оборудованияРаботает надежно.
II. Процесс работы процесса никель-палладий-золото
(1) Преобразование.Перед тем, как приступить к процессу никель-палладий-золото, ПХБ необходимо тщательно предварительно обработать.Обезжирение - это удаление масляных пятен и примесей на поверхности ПХБАлкальные обезжириватели обычно используются для эмульгификации масляных пятен и отделения их от поверхности ПХБ путем замочивания или распыления.Микрогравирование использует кислотный раствор, чтобы слегка гравировать поверхность меди, чтобы удалить слой оксида на поверхности меди, активируют медную поверхность и увеличивают силу сцепления с последующей покрытием.Перед погружением ПКБ погружают в раствор, похожий на раствор химического покрытия, но не содержащий ионов металлов.Цель состоит в том, чтобы предотвратить введение ПХБ влаги или примесей в химический раствор покрытия, влияющий на стабильность раствора покрытия и качество покрытия.
(2) Неэлектрическое никелевое покрытие.Предварительно обработанный ПХБ попадает в ванну безэлектрического никелевого покрытия. Раствор безэлектрического никелевого покрытия содержит соли никеля (например, сульфат никеля), редукторы (например, гипофосфит натрия),буферыПри надлежащей температуре (обычно 80 - 90°C) и pH (приблизительно 4,5 - 5,5)ионы никеля уменьшаются и оседают на поверхности меди, образуя слой никеляВо время процесса покрытия никелем такие параметры, как температура, значение pH, концентрация ионов никеля и скорость перемешивания раствора покрытия, должны строго контролироваться.Слишком высокая температура может привести к разложению раствора покрытия, а слишком низкая температура приведет к слишком медленному скорости осаждения; неправильное значение pH повлияет на скорость осаждения никеля и качество покрытия;недостаточная концентрация ионов никеля приведет к неравномерной толщине покрытияВ то же время, слишком быстрая или чрезмерная скорость перемешивания будет влиять на скорость осаждения никеля и качество покрытия.Толщина никелевого слоя обычно контролируется на 3 - 5 мкм., что достигается путем контроля времени никеляции.
(3) Электробезопасная палладийная облицовкаПосле завершения безэлектрической никелевой облицовки, ПКБ входит в ванну безэлектрического палладиевого облицовки.Раствор безэлектропластика палладия содержит соли палладия (например, хлорид палладия)Осаждение слоя палладия также требует точного контроля параметров процесса, таких как температура, значение pH, концентрация ионов палладия и т. д.Температура для палладия обычно составляет от 40 до 60 °C, а pH около 8 до 9Толщина слоя палладия относительно тонкая, обычно от 0,05 до 0,2 мкм. Он играет ключевую роль во всем процессе, не только защищая слой никеля от окисления, но и защищая его от окисления.но также обеспечивая хорошую адгезию для золотого слоя.
(4) Химическое покрытие золотом.Бесэлектрозолотое покрытие является последним этапом в процессе покрытия никель-палладий золотом.Жидкость для безэлектрозолотого покрытия содержит золотые соли (например, цианид калия или золотые соли без цианида)Процесс позолотания происходит при более низких температурах (приблизительно 25-35°C) и обычно имеет pH от 4 до 6.Толщина слоя золота варьируется в зависимости от различных требований к применениюОсновная функция слоя золота заключается в обеспечении отличной проводимости, сварной способности и устойчивости к окислению.обеспечение характеристик электрического соединения и долгосрочной стабильности ПКБ в электронном оборудованииВ процессе покрытия золотом особое внимание следует уделить концентрации золотой соли и контролю времени покрытия золотом, чтобы получить равномерный и плотный слой золота.
(5) Послепереработка.После того, как химическая золотая покрытка завершена, ПХБ необходимо постпроцессировать.Очистка состоит в том, чтобы удалить оставшийся раствор покрытия и примеси на поверхности ПКБИспользуется многоступенчатый процесс очистки, например, промывка сначала чистой водой, а затем деионизированной водой, чтобы убедиться, что поверхность PCB чиста.Сушка включает в себя сушку очищенного ПХБ при низкой температуре, низкая влажность окружающей среды, чтобы предотвратить окисление покрытия и остаточные пятна воды.
III. Преимущества процесса никель-палладий-золото
(1) Хорошая производительность сварки.
В процессе сборки электронного оборудования, независимо от того, используется ли повторная сварка, волновая сварка или ручная сварка,ПХБ, обработанные никель-палладийным золотом, могут достичь хорошего эффекта сваркиПо сравнению с традиционным процессом сварки оловом, процесс никель-палладий может поддерживать стабильную производительность сварки во время нескольких процессов сварки.уменьшает возникновение дефектов сварки, таких как ложная сварка и непрерывная сварка;, и повысить уровень квалификации производства и надежность электронного оборудования.
(2) Отличная коррозионная стойкость
Сочетание слоев никеля, палладия и золота обеспечивает ПХБ сильную защиту от коррозии.кислоты и щелочи, никель-палладий-золото может эффективно предотвратить окисление и коррозию меди и продлить срок службы ПХБ.Это особенно важно для некоторых электронных устройств, которые используются на открытом воздухе или в промышленной среде в течение длительного времени., такие как оборудование базовой станции связи, промышленные панели управления и т.д.
(3) Высокая надежность и стабильность
Структура покрытия, сформированная процессом никель-палладий-золото, плотная и равномерная, и имеет сильное сцепление с медным покрытием.может обеспечивать стабильность передачи сигнала и надежность электрических соединенийНаличие слоя палладия эффективно решает проблему легко окисляющегося слоя никеля, в результате чего слой золота отпадает.улучшает стабильность всей системы покрытия, и уменьшает отказы электронного оборудования, вызванные неисправностью покрытия.
(4) Приспособиться к различным электронным приложениям
Из-за своей хорошей всеобъемлющей производительности процесс никель-палладий подходит для различных типов электронного оборудования, включая потребительскую электронику, коммуникационное оборудование, компьютеры,Автомобильная электроника, медицинская электроника и другие области. будь то высокоскоростные цифровые схемы, высокочастотные аналоговые схемы или схемы высокой мощности,ПХБ, обработанные сплавом никель-палладий, могут соответствовать их строгим требованиям к обработке поверхности.
IV. Сценарии применения процесса никель-палладий
(1) Область потребительской электроники.В потребительской электронике, таких как смартфоны, планшеты и ноутбуки, производительность и надежность печатных плат напрямую влияют на качество и пользовательский опыт продукта.Технология никель-палладий широко используется в материнских платах, небольшие платы и ПХБ различных функциональных модулей этих продуктов.после обработки деталей сварки чипов и интерфейсов соединителей на материнских платах мобильных телефонов технологией никель-палладия, можно достичь высокоточной сварки, обеспечивая быструю и точную передачу сигнала и одновременно повышая коррозионную стойкость материнской платы при повседневном использовании.Удлиняет срок службы мобильного телефона.
(2) Область коммуникационного оборудования
Оборудование базовой станции связи, коммуникационные модули 5G, оборудование оптической связи и т. д. имеют чрезвычайно высокие требования к ПКБ. The application of nickel-palladium-based technology in these communication equipment is mainly reflected in its ability to meet the low-loss requirements of high-frequency signal transmission and the reliability requirements of long-term stable operationНа РЧ-модуле ПКБ оборудования базовой станции никель-палладий-золотое покрытие может обеспечить целостность радиочастотного сигнала во время передачи, уменьшить ослабление сигнала и отражение,и в то же время, эффективно предотвращает коррозию и окисление ПКБ в суровой наружной среде, обеспечивая связь.
(3) Компьютерное поле.Материнские платы компьютеров, графические карты, серверные материнские платы и т. д. являются важными областями применения для процесса никель-палладий.большое количество данных необходимо передавать между различными компонентами на материнской платеПХБ, обработанные технологией никель-палладий, могут обеспечивать электрические соединения с низким импедансом для обеспечения эффективной передачи данных.в оборудовании, которое работает непрерывно в течение длительного времени, например, в серверах, коррозионная стойкость и стабильность никель-палладийной покрытия обеспечивают надежную работу ПКБ в условиях высокой температуры и высокой влажности в компьютерных комнатах,снижение затрат на техническое обслуживание оборудования.
(4) Автомобильная электроника.
С непрерывным совершенствованием автомобильной электроники ПХБ в автомобильных электронных системах сталкиваются с более сложной и суровой рабочей средой.Применение технологии никель-палладий на ПХБ, таких как блоки управления двигателями автомобилей (ECU), бортовые системы развлечений и системы управления подушками безопасности могут улучшить устойчивость PCB к вибрациям и ударам, и в то же времяон может защитить ПХБ от влаги и влажности, встречающихся во время работы автомобиляВ условиях загрязнения нефтью, кислотой и щелочью и т. д. он поддерживает хорошие электрические характеристики и надежность для обеспечения безопасного вождения автомобиля.
(5) Медицинская электроника.
Медицинское электронное оборудование, такое как электрокардиографы, счетчики глюкозы в крови, медицинские мониторы и т.д., имеет чрезвычайно высокие требования к безопасности и надежности ПХБ.ПХБ, обработанный процессом никель-палладий-золото, может соответствовать требованиям для использования медицинского оборудования в стерилизованной и влажной среде., предотвратить выпадение ионов меди от причинения вреда человеческому организму и обеспечить точность и стабильность передачи сигнала во время длительной работы оборудования. , предоставляя надежную техническую поддержку для медицинской диагностики и лечения.
5Проблемы и контрмеры, с которыми сталкивается процесс никель-палладий-золото
(1) Высокая стоимость процесса.
Стоимость производства процесса никель-палладий-золото относительно высока из-за использования дорогих химических реагентов, таких как соли никеля, соли палладия и соли золота,а также строгие требования к технологическому оборудованию и экологическому контролюДля сокращения затрат мы можем начать с следующих аспектов: во-первых, оптимизировать формулу раствора покрытия,улучшить уровень использования ионов металлов и уменьшить потребление химических реагентов путем разработки новых комплексирующих агентов, уменьшающие агенты и другие ингредиенты; во-вторых, улучшить технологическое оборудование,использование оборудования с высокой степенью автоматизации и высокой скоростью переработки раствора покрытия для повышения эффективности производства и снижения эксплуатационных затрат оборудования;; в-третьих, установить долгосрочные отношения сотрудничества с поставщиками для достижения более выгодных цен на сырье;При этом укрепление внутреннего управления затратами и контроль за производством Различные расходы, понесенные в процессе.
(2) Высокое давление окружающей среды
Некоторые химические реагенты, используемые в процессе окисления никеля и палладия, такие как цианид калия и золото, имеют определенную токсичность и потенциально вредны для окружающей среды и здоровья человека.Кроме того,, сточные воды, образующиеся в процессе химического покрытия, содержат большое количество ионов металлов и химических агентов, которые требуют строгой экологической обработки.Чтобы справиться с экологическим давлением, с одной стороны, мы можем развивать и продвигать цианидные процессы никель-палладий-золото,и использовать экологически чистые материалы, такие как золотые соли без цианида, для замены традиционных токсичных химических реагентовС другой стороны, мы можем создать полную систему очистки сточных вод и использовать химический осадок, ионный обмен, отделение мембраны и другие технологии для очистки сточных вод.чтобы очищенные сточные воды соответствовали национальным стандартам экологических выбросовВ то же время мы будем укреплять экологическое управление компании, повышать экологическую осведомленность сотрудников,и обеспечить эффективное осуществление мер по охране окружающей среды в процессе.
(3) Контроль процесса затруднен
Процесс никель-палладий-золото включает в себя несколько этапов химического осаждения.Например, температураДля достижения стабильного высококачественного покрытия необходим точный контроль этих параметров процесса.Для решения проблемы сложного контроля процессов, можно использовать передовые автоматизированные системы управления для мониторинга и автоматической корректировки температуры, значения pH, концентрации и других параметров раствора для покрытия в режиме реального времени; strengthen the monitoring and detection of the process through online testing equipment and experiments Use laboratory analysis methods to promptly discover process abnormalities and take measures to make adjustments; одновременно улучшить технический уровень и возможности операторов по управлению процессами,и позволить операторам овладеть контрольными точками параметров процесса и методами решения проблем процесса посредством обучения и накопления опыта. Подводя итог, процесс никель-палладий-золото в специальном процессе ПХБ играет незаменимую и важную роль в области современного электронного производства.Несмотря на такие трудности, как высокие затраты,, высокое давление на охрану окружающей среды и сложный контроль процессов, с постоянными инновациями и развитием технологий, посредством различных усилий, таких как оптимизация процессов,Разработка новых материалов, усиление мер по охране окружающей среды и улучшение уровня управления процессами,Технология никель-палладий будет продолжать использовать свои преимущества в будущем в производстве электронного оборудования., обеспечивая надежную гарантию высокой производительности, высокой надежности и долгого срока службы электронного оборудования.
Смотрите больше
Сколько ты знаешь о керамических печатных платах?
2024-11-12
1. История разработки керамических платок.
The first-generation semiconductor technology represented by silicon (Si) and germanium (Ge) materials is mainly used in the field of data computing and lays the foundation for the microelectronics industryПолупроводники второго поколения, представленные арсенидом галлия (GaAs) и фосфидом индия (InP), в основном используются в области связи для производства высокопроизводительных микроволн,устройства для миллиметровых волн и светоизлучающих устройствВ связи с непрерывным расширением технологического развития и потребностей в применении постепенно возникают ограничения этих двух технологий.затрудняя выполнение требований к использованию высокочастотных, высокая температура, высокая мощность, высокая энергоэффективность, устойчивость к суровым условиям и легкий вес и миниатюризация.Полупроводниковые материалы третьего поколения, представленные карбидом кремния (SiC) и нитридом галлия (GaN), имеют характеристики большого полосового разрыва, высокое критическое разрывное напряжение, высокая теплопроводность и высокая скорость дрейфа насыщения носителя.и имеют широкие перспективы применения в полупроводниковом освещении, автомобильная электроника, мобильная связь нового поколения (5G), новая энергия и новые энергетические транспортные средства, высокоскоростной железнодорожный транспорт, потребительская электроника и другие области.Ожидается, что перспективы применения позволят преодолеть узкое место традиционной технологии полупроводников, дополняют полупроводниковые технологии первого и второго поколений и имеют важное применение в оптико-электронных устройствах, силовой электронике, автомобильной электронике,аэрокосмическая и другие областиС ростом и применением полупроводников третьего поколения полупроводниковые устройства постепенно развиваются в направлении высокой мощности, миниатюризации, интеграции и многофункциональности.которая также предъявляет более высокие требования к производительности упаковочных подложковКерамические платы имеют характеристики высокой теплопроводности, хорошей теплостойкости, низкого коэффициента теплового расширения, высокой механической прочности, хорошей изоляции,устойчивость к коррозии, устойчивость к радиации и т. д. и широко используются в упаковке электронных устройств.
2Техническая классификация керамических пластин Керамические платы включают керамические подложки и металлические слои.
Для электронной упаковки упаковочная подложка играет ключевую роль в соединении предыдущей и следующей, соединяя внутренние и внешние каналы рассеивания тепла,и имеет такие функции, как электрическое соединение и механическая поддержкаКерамика имеет преимущества высокой теплопроводности, хорошей теплостойкости, высокой механической прочности и низкого коэффициента теплового расширения.Это обычно используемый материал для упаковки устройств полупроводниковСогласно различным принципам и процессам подготовки, в настоящее время широко используемые керамические субстраты можно разделить на тонкопленочную керамическую подложку (TFC), толстую печатную керамическую подложку (TPC),и прямые скрепленные медные керамические подложки (DBC), прямые покрытые медными керамическими подложками (DPC) и т.д.В данной статье анализируются физические свойства широко используемых керамических субстратов (включая Al2O3)., AlN, Si3N4, BeO, SiC и BN и т. д.), с упором на введение принципов приготовления, процессов и технических характеристик различных керамических субстратов.
2.1Керамическая плата с тонкой пленкой
Тонкопленочная керамическая плата (TFC), также известная как тонкопленочная схема, обычно использует процесс распыливания, чтобы непосредственно отложить металлический слой на поверхность керамической подложки,и использует фотолитографию, разработки, гравировки и других процессов для моделирования металлического слоя в схемы... Поскольку TFC использует высокоточный фоторезист в качестве фоторезистного материала,в сочетании с технологией фотолитографии и гравировки, отличительной особенностью TFC является высокая точность рисунков, например, ширина линии / ширина щели менее 10 мкм.резисторы тонкой пленки и компоненты распределенных параметровых цепей на керамическом подложке. Он имеет широкий спектр параметров компонентов, высокую точность и хорошие температурные и частотные характеристики. Он может работать в диапазоне миллиметровых волн и имеет высокий уровень интеграции.Из-за его небольшого размераИз-за высокой частоты работы и большого влияния паразитарных параметров на производительность цепи,сам ТФК имеет небольшие размеры и высокую плотность компонентовСледовательно, для проектирования цепей, подложки и пленки требуется очень высокая точность и последовательность.
2.2 Керамическая плата толстопленочной схемы
ТПК-субстрат может быть подготовлен путем нанесения металлической смеси на керамическую подложку посредством серийного печати, сушки и синтерации при высокой температуре.В зависимости от вязкости металлической смеси и размера сетки экрана, толщина готового металлического слоя цепи обычно составляет 10 мкм ~ 20 мкм. Из-за ограничений процесса серийного печати,ТПК-субстраты не могут получать высокоточные линии (минимальная ширина линии/расстояние между линиями, как правило, больше 100 мкм)Кроме того, чтобы снизить температуру сфинтерации и улучшить прочность связывания между металлическим слоем и керамическим субстратом,В металлическую лужу обычно добавляется небольшое количество стеклянной фазы., что уменьшит электрическую и теплопроводность металлического слоя.ТПК-субстраты используются только в упаковке электронных устройств (таких как автомобильная электроника), которые не имеют высоких требований к точности цепи.
2.3 Прямая связь с керамической подложкой
Для приготовления керамической подложки DBC сначала между медной фольгой (Cu) и керамической подложкой (Al2O3 или AN) вводят кислородный элемент.а затем ускоренная фаза CuO образуется при температуре около 1065°C (точка плавления металлической меди составляет 1083°C)Пленка и медная фольга вступают в реакцию для получения CuAlO2 или Cu ((AO2) 2, достигая эвтектической связи между медной фольгой и керамикой.Потому что керамика и медь имеют хорошую теплопроводность, а сила эвтектической связи между медной фольгой и керамикой высока, субстрат DBC имеет высокую тепловую устойчивость и широко используется в изоляционных биполярных диодах (GBT),лазеры (LD) и фокусированные фотоэлектрические (CPV) и другие устройства упаковываются для рассеивания теплаМедная фольга DBC-субстрата имеет большую толщину (обычно 100μm-600μm), которая может удовлетворить потребности устройств для упаковки в экстремальных условиях, таких как высокая температура и высокий ток.Хотя DBC-субстраты имеют много преимуществ в практическом применении, эвтектическая температура и содержание кислорода должны строго контролироваться во время процесса подготовки, что требует высокого оборудования и контроля процесса, а также высокие затраты на производство.Кроме того,В процессе подготовки DBC-субстрата невозможно изготовить высокоточный слой цепи из-за ограничений толстого медного гравирования.время окисления и температура окисления являются двумя наиболее важными параметрамиПосле предварительной окисления медной фольги связующий интерфейс может сформировать достаточное количество фазы CuxOy, чтобы намочить керамику Al2O3 и медную фольгу, и имеет высокую прочность связывания;если медная фольга не предварительно окислена, увлажняемость CuxOy слабая, и интерфейс связывания будет иметь большое количество пустот и дефектов, что снижает прочность связывания и теплопроводность.Для приготовления субстратов DBC с использованием керамики AlN, керамический субстрат должен быть предварительно окислен, чтобы сначала сформировать пленку Al2O3, а затем реагировать с медной фольгой, чтобы произвести эвтектическую реакцию.Си Цзяньцзюнь и другие использовали технологию DBC для приготовления керамических субстратов Cu/Al2O3 и Cu/AlNПрочность связывания между медной фольгой и керамикой AlN превышала 8N/mm. Между медной фольгой и AlN был переходный слой толщиной 2 мкм.Его компоненты были в основном Al2O3 и CuAlO2И Cu2O.
2.4 Прямая электропластика керамических субстратов
Процесс подготовки керамической субстрат DPC следующий: во-первых, для подготовки через отверстия на керамической субстрат используется лазер (апертуры обычно 60 мкм ~ 120 мкм),и затем ультразвуковые волны используются для очистки керамической подложки; технология магниторонного распыливания используется для отложения металлического слоя семена на поверхности керамической подложки (Ti/ Cu),Затем завершить производство слоя схемы с помощью фотолитографии и разработки; использовать электропластировку для заполнения отверстий и утолщения слоя металлической цепи, а также улучшить сварку и окислительную стойкость подложки путем обработки поверхности,и, наконец, удалить сухую пленку и выгравировать слой семян, чтобы завершить подготовку субстрата.. передний конец подготовки керамического субстрата DPC использует полупроводниковую технологию микрообработки (покрытие распылительным покрытием, фотолитография, разработка и т.д.),а задняя часть использует технологию подготовки печатных плат (PCB) (графическое покрытие)В частности: 1) использование технологии полупроводниковой микрообработки,Металлические цепи на керамической подложке более тонкие (ширина линии / расстояние между линиями может быть до 30μm ~ 50μm), относящиеся к толщине слоя цепи), поэтому субстрат DPC очень подходит для приложений с более высокими требованиями к точности выравнивания.(2) Использование технологии лазерного бурения и электропластировки для заполнения отверстий для достижения вертикальной взаимосвязи на верхней/нижней поверхности керамической подложки, можно достичь трехмерной упаковки и интеграции электронных устройств, и объем устройства может быть уменьшен;(3) Для контроля толщины слоя цепи (обычно 10μm ~ 100μm) используется электропластировка роста, и поверхностная шероховатость слоя цепи уменьшается путем измельчения для удовлетворения требований упаковки высокотемпературных и высокоточных устройств;(4) Процесс приготовления при низкой температуре (ниже 300°C) избегает повреждения материалов субстрата при высоких температурах, а слои металлических цепей неблагоприятно влияют наПодводя итог, субстрат DPC обладает характеристиками высокой точности рисунков и вертикальной взаимосвязи и является настоящей керамической платой.Прочность связывания между слоем металлической цепи и керамической подложкой является ключом к влиянию на надежность керамической подложки DPCИз-за большой разницы в коэффициенте теплового расширения между металлом и керамикой, чтобы уменьшить напряжение на интерфейсе,необходимо добавить переходный слой между медным слоем и керамическимПоскольку сила связывания между переходным слоем и керамикой основана главным образом на диффузионном склеивании и химическом склеивании,металлы с более высокой активностью и хорошей диффузивностью, такие как Ти, Cr и Ni часто выбираются в качестве переходного слоя.
Посмотрите на меня.
Заявление об авторском праве: авторское право на информацию в этой статье принадлежит оригинальному автору и не представляет мнения этой платформы.Если имеются авторские права и ошибки в информацииПожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы исправить или удалить его.
Смотрите больше
В первой половине 2024 г. отрасль ПХБ будет демонстрировать очевидную тенденцию к восстановлению
2024-10-09
Промышленность ПКБ является базовой промышленностью для производства электронных информационных продуктов и сильно зависит от циклических колебаний в макроэкономике.мировые компании по производству печатных плат в основном распространяются в материковом Китае, Тайвань, Япония, Южная Корея, Соединенные Штаты, Европа и Юго-Восточная Азия. Промышленность PCB в моей стране стала крупнейшей производственной базой в мире,и влияние изменений в международной политической и экономической среде на отечественную промышленность печатных плат становится все более очевидным.
Мировая промышленность ПКБ значительно восстановилась и сохранила тенденцию роста в среднесрочной и долгосрочной перспективе
2023 год - сложный год для мировой индустрии ПХБ. Влияние слабого спроса, серьезного отставания запасов, избыточного предложения и падения цен затрагивает всю отрасль.Мировое производство ПХБ сократилось до 69 долларов США.5 млрд. в 2023 году, что на 15,0% меньше, чем в прошлом году.
В первой половине 2024 года, благодаря улучшению запасов и постепенному восстановлению спроса, промышленность ПХБ начала показывать признаки восстановления.Ожидается, что к концу года он продолжит улучшаться.Во второй половине 2024 года инвентаризация большинства разделенных областей применения будет полностью нормализована. 2024 год - год восстановления.Рынок ПХБ в целом достигнет положительного роста, причем ожидается, что стоимость производства вырастет примерно на 5,0% в годовом исчислении, а площадь вырастет примерно на 7,2% в годовом исчислении.Более высокий рост площади по отношению к стоимости производства отражает ожидаемое влияние продолжающегося падения цен.
Это нормально для промышленности ПКБ переходить от сильного роста к слабому росту или даже сокращению.Автомобильная электроника, портативные умные потребительские электронные устройства с расширенными возможностями искусственного интеллекта и т. д.
Исходя из низкой базы в 2023 году, Prismark прогнозирует, что рынок ПКБ вырастет с 69,5 миллиарда долларов США в 2023 году до 90,4 миллиарда долларов США в 2028 году с пятилетним CAGR примерно на 5,4%.Ожидается, что в ближайшие пять лет Юго-Восточная Азия достигнет самого высокого темпа ростаКитай продолжит сохранять свое положение ведущего производственного центра в отрасли, но из-за структуры продукции китайской промышленности ПХБ и некоторых переводов производства в Юго-Восточную Азию,Призмарк прогнозирует, что объем производства ПХБ в Китае будет расти со сложным годовым темпом роста примерно на 4,2% с 2023 по 2028 год, что немного ниже мирового уровня.Ожидается, что стоимость производства ПХБ в Китае достигнет около 46 долларов США.5 миллиардов к 2028 году.
Prismark прогнозирует, что все сегменты рынка многослойных печатных пластин будут расти, и ожидается, что он вырастет с 26,5 миллиардов долларов США в 2023 году до 32,5 миллиардов долларов США в 2028 году,с пятилетним средним годовым темпом роста около 40,4%, среди которых серверная/сберегательная область данных будет расти наиболее сильно, за ней следуют военная, проводная инфраструктура и автомобили.
Многослойные доски занимают важное положение на рынке, и высокопроизводительные продукты будут расти быстрее в будущем
С инновационным развитием таких отраслей, как ИИ, центры обработки данных, VR/AR, новые энергетические транспортные средства и интеллектуальное вождение,Поле применения ниже по производству предъявили более высокие требования к производительности ПКБСогласно прогнозу Prismark, глобальное значение выпуска ПКБ будет расти со сложным годовым темпом роста в 5.4% с 2023 по 2028 годСреди них многослойные платы 18+, HDI и упаковочные субстраты будут стремительно расти с совокупными годовыми темпами роста 10%, 7,1% и 8.8% соответственно с 2023 по 2028 годПо объему выпуска, многослойные платы являются основной категорией продукции, с объемом выпуска 26,535 миллиардов долларов США в 2023 году, что составляет 38,2% от общего объема выпуска,и выходной стоимостью 32 доллара США0,483 млрд. в 2028 году, что составляет 35,9% от общей стоимости производства.
Посмотрите на меня.
Заявление об авторских правах: авторские права на информацию в этой статье принадлежат оригинальному автору и не представляют мнения этой платформы.Если имеются авторские права и ошибки в информацииПожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы исправить или удалить его.
Смотрите больше