Substrato de alumina PCB
Enquanto componente essencial dos produtos electrónicos, as placas de circuitos impressos desempenham um papel crucial, exigindo o ajustamento dos materiais de substrato para satisfazer requisitos de aplicação específicos. No entanto, isto representa uma tarefa difícil para os projectistas. Eles são confrontados com uma gama diversificada de materiais, incluindo metais (como alumínio, cobre e ferro), FR4 (composto por tecido de fibra de vidro e resina epóxi) e cerâmicas (como óxido de alumínio, nitreto de alumínio e carboneto de alumínio). Cada material possui vantagens, caraterísticas e atributos únicos, sublinhando a necessidade de os projectistas adquirirem um conhecimento abrangente para fazerem escolhas informadas.
Felizmente, ao estabelecerem uma parceria com a FS Technology, o principal fabricante chinês, os clientes não só têm acesso aos nossos excepcionais serviços de fabrico e montagem, como também beneficiam da nossa consultoria de design e experiência profissional. Na FS Technology, orgulhamo-nos de fornecer informações detalhadas aos nossos clientes. Hoje, gostaríamos de apresentar um desses materiais adequados para PCB cerâmico: substrato de alumina.
Melhor fabricante de PCB de alumina
Tecnologia FSA PCB, um fabricante de PCB de alumina de renome na China, é especializada no fornecimento de serviços PCBA abrangentes que englobam o fabrico e a montagem para clientes de diversas indústrias. Temos orgulho em oferecer uma vasta gama de PCB de substrato de alumina com especificações variadas. Por favor, consulte a tabela seguinte para obter informações detalhadas sobre as nossas ofertas:
| Caraterísticas | 96% Alumina | 99% Alumina |
|---|---|---|
| Aparência | Branco | Bege |
| Densidade | 3,6g/cm³ | 3,9g/cm³ |
| Dureza | 1500HV | 1700HV |
| Página de guerra | ≤0.3mm | ≤0.2mm |
| Paralelismo | ±0.4% | ±0.3% |
| Resistência à flexão | 3000Kgf/cm² | 3500Kgf/cm² |
| Resistência à compressão | 25000Kgf/cm² | 30000Kgf/cm² |
| Resistência à fractura | 3-4Mpa m1/2 | 4Mpa m1/2 |
| Condutibilidade térmica | 25W/(m-K) | 31.4W/(m-K) |
| Resistência de tensão | 18KV | 18KV |
| Constante Dieléctrica [1MHz, 25°C] | 9.4 | 10 |
| Roughness Ra da Superfície | 0.6-0.8μm | 0.6-0.8μm |
| Absorção de água | 0% | 0% |
| Temperatura de Sinterização | 1689°C | 1700°C |
| Resistividade de volume | / | / |
| Resistência ao Choque Térmico | 200T°C | 220T°C |
| Coeficiente de expansão térmica [20°C a 300°C] | 6-7,5×10ˆ(-6)°C | 8-10×10ˆ(-6)°C |
| Temperatura máxima de utilização | 1400°C | 1600°C |
Processo de fabrico de alta qualidade
- Seleção de matérias-primas: A qualidade do substrato é significativamente influenciada pela pureza e pela distribuição do tamanho das partículas do pó. Por conseguinte, o passo inicial para garantir uma produção de alta qualidade é escolher cuidadosamente o pó de alumina de qualidade superior. Se já tiver um fornecedor de materiais preferido, pode adquirir o pó você mesmo ou confiar na FS Technology para obter assistência no processo de aquisição.
- Preparação do pó: Uma vez adquiridas as matérias-primas, são efectuados vários processos de transformação essenciais para controlar a dimensão das partículas, a forma e a pureza do pó. Estes procedimentos envolvem moagem, mistura, filtragem, lavagem e outros passos necessários.
- Moldagem: Após o processamento do pó, este é submetido a uma fase de moldagem para o moldar nos substratos pretendidos. Isto é normalmente conseguido através de várias tecnologias, como a moldagem por injeção, a moldagem por extrusão, a moldagem por compressão, entre outras.
- Sinterização: O substrato moldado não tem a fiabilidade desejada, pelo que é submetido a um processo de sinterização a alta temperatura. Este processo permite que as partículas se fundam, resultando em substratos densos com densidade e estrutura cristalina óptimas.
- Processo convencional: É basicamente semelhante ao Processo de fabrico de PCB. Uma vez fabricado o circuito, este pode passar à fase de montagem. No entanto, é importante notar que a atual capacidade de fabrico da FS Technology permite a produção de PCB de Al2O3 com um máximo de 1-2 camadas. Devido à fragilidade destas placas, os fabricantes devem prestar uma atenção meticulosa aos pormenores de fabrico durante o processo de produção.
Porquê utilizar PCB de substrato de alumina
Atualmente, entre os vários materiais utilizados para substratos cerâmicos, a alumina e o Rogers são as opções mais utilizadas na indústria. Comparando-os, o óxido de alumínio ou Al2O3 PCB destaca-se como uma placa cerâmica mais pura com propriedades superiores, embora seja mais difícil de processar devido à sua fragilidade. No entanto, as suas excelentes propriedades eléctricas e térmicas tornaram-na amplamente preferida.
Em projectos de iluminação LED em grande escala, os substratos de óxido de alumínio desempenham um papel crucial no prolongamento da vida útil das aplicações electrónicas, facilitando capacidades excepcionais de transferência de calor. À medida que o sistema funciona, os componentes integrados na placa de circuito impresso geram quantidades substanciais de calor devido ao elevado fluxo de corrente, e este calor continua a acumular-se. Se a temperatura ultrapassar um limiar crítico, podem surgir problemas de sobrecarga dos componentes ou de desgaste da placa de circuitos. A condutividade térmica de uma placa de circuito impresso com substrato de alumina varia normalmente entre 20-30 W/m-Kpermitindo uma gestão térmica eficiente e a dissipação de calor no sistema.
Agora, podemos perguntar-nos porque é que não utilizamos exclusivamente PCB de alumínio.
Sem dúvida, as PCB de alumínio também são normalmente utilizadas em projectos de LED, e a sua frequência de utilização excede a das PCB de alumina. O alumínio puro, em condições equivalentes, é mais fácil de processar e tem um custo mais baixo. Além disso, a sua condutividade térmica é aproximadamente dez vezes superior à da alumina, atingindo cerca de 205 W/m-K.
No entanto, ao selecionar entre as duas opções, é vital considerar não só a condutividade térmica, mas também factores como a reatividade da superfície e o coeficiente de expansão térmica, que são preocupações cruciais para os projectistas. Em condições de alta temperatura, o alumínio puro reage facilmente com o oxigénio do ar, formando uma camada de óxido de alumínio. Além disso, o seu elevado coeficiente de expansão térmica pode causar stress térmico e problemas de fiabilidade, uma vez que não corresponde ao de outros materiais.
Por outro lado, as placas de circuitos em alumina são excelentes nestes aspectos. Para além de proporcionarem uma excelente gestão térmica, oferecem um isolamento elétrico e uma resistência mecânica superiores. Podem suportar tensões elevadas sem sofrerem avarias eléctricas, aumentando assim a robustez global do sistema eletrónico.
Além disso, a PCB de cerâmica de alumina herda a caraterística vantajosa da constante dieléctrica das PCB de cerâmica, que melhora a capacidade de polarização da carga e a capacidade de armazenamento de energia num campo elétrico. Normalmente, a constante dieléctrica varia entre 8-10. Esta qualidade excecional torna as PCB de cerâmica de alumina ideais para aplicações de energia, automóveis, defesa e outras aplicações de alta frequência em que a integridade do sinal é um requisito crítico.
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