Atualmente, os materiais orgânicos, especialmente as resinas epóxi, são amplamente utilizados na produção de PCBs devido aos seus baixos preços e tecnologia consolidada. No entanto, as placas de circuito impresso orgânicas convencionais não atendem aos requisitos de dissipação de calor e coeficiente de expansão térmica, que estão em constante aprimoramento. Os materiais cerâmicos, por sua vez, apresentam bom desempenho em altas frequências e propriedades elétricas, enquanto os substratos orgânicos apresentam alta condutividade térmica, estabilidade química e térmica, características que não são tão favoráveis. Portanto, nos últimos anos,Placa de circuito impresso de cerâmicaTem recebido grande atenção e apresentado rápido desenvolvimento.
A placa de circuito cerâmico, com substrato metalizado à base de cerâmica e excelentes propriedades térmicas e elétricas, é ideal para encapsulamento de LEDs de alta potência. É um material excelente para emissão de luz ultravioleta (MCM) e é particularmente adequada para diversos substratos de encapsulamento de chips, como os de ligação direta (COB). Ao mesmo tempo, também pode ser utilizada como placa de circuito de dissipação de calor para outros módulos semicondutores de alta potência, chaves de alta corrente, relés, antenas da indústria de telecomunicações, filtros, inversores solares, etc.
Atualmente, com o desenvolvimento de LEDs de alta eficiência, alta densidade e alta potência, tanto no mercado nacional quanto internacional, observa-se um rápido progresso no setor de LEDs no Brasil entre 2017 e 2018, com aumento significativo de potência. O desenvolvimento de materiais de dissipação de calor de alto desempenho tornou-se urgente para solucionar o problema da dissipação térmica dos LEDs. Em geral, a eficiência luminosa e a vida útil dos LEDs diminuem com o aumento da temperatura de junção. Acima de 125 °C, os LEDs podem apresentar falhas. Para manter a temperatura dos LEDs baixa, é necessário adotar alta condutividade térmica, baixa resistência térmica e um processo de encapsulamento adequado para reduzir a resistência térmica geral do LED.
Os substratos revestidos de cobre com resina epóxi são os mais utilizados em embalagens eletrônicas tradicionais. Possuem três funções: suporte, condução e isolamento. Suas principais características são: baixo custo, alta resistência à umidade, baixa densidade, facilidade de processamento, facilidade para a criação de circuitos micrográficos e adequação para produção em massa. No entanto, como o material base do FR-4 é resina epóxi, um material orgânico com baixa condutividade térmica e baixa resistência a altas temperaturas, o FR-4 não se adapta aos requisitos de embalagens de LEDs de alta densidade e alta potência, sendo geralmente utilizado apenas em embalagens de LEDs de baixa potência.
Os materiais de substrato cerâmico são principalmente alumina, nitreto de alumínio, safira, vidro borossilicato de alta qualidade, etc. Comparado com outros materiais de substrato, o substrato cerâmico apresenta as seguintes características em termos de propriedades mecânicas, elétricas e térmicas:
(1) Propriedades mecânicas: A resistência mecânica pode ser usada como componentes de suporte; Bom processamento, alta precisão dimensional; Superfície lisa, sem microfissuras, empenamento, etc.
(2) Propriedades térmicas: A condutividade térmica é alta, o coeficiente de expansão térmica é compatível com o Si e GaAs e outros materiais de chip, e a resistência ao calor é boa.
(3) Propriedades elétricas: A constante dielétrica é baixa, a perda dielétrica é pequena, a resistência de isolamento e a falha de isolamento são altas, o desempenho é estável sob alta temperatura e alta umidade e a confiabilidade é alta.
(4) Outras propriedades: Boa estabilidade química, sem absorção de umidade; Resistente a óleo e a produtos químicos; Não tóxico, livre de poluição, baixa emissão de raios alfa; A estrutura cristalina é estável e não se altera facilmente na faixa de temperatura. Abundantes recursos de matéria-prima.
Por muito tempo, o Al2O3 foi o principal material de substrato para encapsulamento de alta potência. No entanto, a condutividade térmica do Al2O3 é baixa e seu coeficiente de expansão térmica não é compatível com o do material do chip. Portanto, em termos de desempenho, custo e proteção ambiental, esse material de substrato não pode ser considerado o mais ideal para o desenvolvimento de dispositivos LED de alta potência no futuro.Nitreto de alumínioCerâmicas com alta condutividade térmica, alta resistência, alta taxa de resistência, baixa densidade, baixa constante dielétrica, não tóxicas, além de excelentes propriedades como coeficiente de expansão térmica compatível com o silício, substituirão gradualmente o material de substrato de LED de alta potência tradicional, tornando-se um dos materiais de substrato cerâmico mais promissores para o futuro, fornecendo mais de 180W~220w/mk.Canção do ReiOferecemos placas de circuito impresso de cerâmica para atender às suas necessidades de PCB.