Leiterplattentechnisch - Vorteile der Verwendung keramischer Substrate für Temperatursensoren

Ein Sensor ist ein Detektionsgerät, das Messinformationen erfasst und in elektrische Signale oder andere gewünschte Formen der Informationsausgabe basierend auf bestimmten Gesetzen umwandelt und so eine Vielzahl von Anforderungen wie Übertragung, Verarbeitung, Speicherung, Anzeige, Aufzeichnung und Steuerung von Informationen erfüllt. In den letzten Jahren wurden mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Automobiltechnik viele Sensoren in Automobilen installiert, um Parameter wie Temperatur, Druck, Position und Geschwindigkeit zu erfassen. Infolgedessen wächst die Nachfrage nach Sensoren weiter deutlich. Die in Sensoren verwendeten Materialien, insbesondere das Substratmaterial, spielen eine entscheidende Rolle für ihre Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit. Keramische Substrate mit ihren einzigartigen Vorteilen sind für viele Sensorhersteller zur ersten Wahl geworden.

Basierend auf dem aktuellen Herstellungsprozess lassen sich Feuchtesensoren in drei Haupttypen einteilen: integrierte Sensoren, Dünnschichtsensoren und Dickschichtsensoren. Integrierte Sensoren werden unter Verwendung der standardmäßigen siliziumbasierten Halbleiter-Integrierte Schaltungstechnik hergestellt, während auf demselben Chip auch eine Reihe von Schaltungen zur Erstverarbeitung des Messsignals integriert sind. Dünnschichtsensoren und Dickschichtsensoren hingegen werden beide durch Bedrucken von Schaltkreisen direkt auf ein Substrat hergestellt, obwohl sie unterschiedlich verarbeitet werden. Dickschichtsensoren werden durch Auftragen einer Paste auf ein Substrat hergestellt, das normalerweise aus Aluminiumoxidkeramik besteht und zu einem dicken Film wärmebehandelt wird. Dünnschichtsensoren werden durch Abscheidung eines dünnen Films des entsprechenden empfindlichen Materials auf einem keramischen Substrat gebildet.

Die Verwendung von keramischen Substraten hat viele Vorteile:

Wärmeleitfähigkeit 1.excellent: die traditionelle Aluminium-basierte Leiterplatte MCPCB Wärmeleitfähigkeit von 1-2W/mk, Kupfer selbst, die Wärmeleitfähigkeit von 383.8W/mk, aber die isolierende Schicht der Wärmeleitfähigkeit der niedrigeren, nur 1.0 oder so W/mk.Im Gegensatz dazu Aluminiumoxidkeramik Wärmeleitfähigkeit von 15-35W/mk, Aluminiumnitridkeramik, die Wärmeleitfähigkeit von 170-230W/mk, viel höher als die Kupfersubstratwärmeleitfähigkeit der Wärmeleitfähigkeit des keramischen Materials. Die Wärmeleitfähigkeit von Aluminiumnitridkeramiken ist 170-230W/mk, die viel höher ist als die Wärmeleitfähigkeit von Kupfersubstraten um 2W/mk.

Aluminium-Leiterplatten auf Kupferbasis, obwohl das Aluminium selbst eine gute Wärmeleitfähigkeit hat, aber aufgrund der Existenz der Isolierschicht, wird die allgemeine Wärmeleitfähigkeit beeinträchtigt. In diesem Fall können wir keramisches Substrat als Isolierschicht wählen, mit Aluminium/Kupfer als Basismaterial, wodurch die allgemeine Wärmeleitfähigkeit verbessert wird.

2.Highly abgestimmter Koeffizient der thermischen Ausdehnung: Der Feuchtigkeitssensor hat eine breite Palette von Betriebstemperaturen, und wenn der Koeffizient der thermischen Ausdehnung zwischen den Materialien in den Hoch- und Tieftemperaturumgebungen nicht übereinstimmt, kann es zu Leitungsabtrennung führen, die zum Ausfall des Sensors führen kann. Der Wärmeausdehnungskoeffizient des keramischen Substrats ist näher an dem des Feuchtigkeitssensors, also hat er eine bessere Stabilität.

Isolierungseigenschaften 3.Excellent: Die Durchschlagsspannung des keramischen Substrats beträgt bis zu 20KV/mm, die Kurzschlussschäden effektiv verhindern und den ultimativen Schutz für empfindliche Komponenten bieten kann.

4.Small dielektrischer Verlust: Keramiksubstrat eignet sich für den Entwurf und die Montage von Hochfrequenzschaltungen, so dass der dielektrische Verlust sehr klein ist, und der Signalausgang vom Sensor kann ein verlustfreies Niveau erreichen.

Korrosionsbeständigkeit 5.Strong: Keramiksubstrat enthält keine organischen Komponenten, also hat es die Eigenschaften der Korrosionsbeständigkeit, Säure- und Alkalibeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit, um sicherzustellen, dass der Feuchtigkeitssensor in der rauen Umgebung des normalen Betriebs.

Mit dem kontinuierlichen Fortschritt von Wissenschaft und Technologie werden Feuchtigkeitssensoren in verschiedenen Anwendungsbereichen immer umfangreicher und ihre Leistungsanforderungen werden sich weiter verbessern. Als wichtiger Teil des Feuchtigkeitssensors wird keramisches Substrat mit seiner ausgezeichneten Wärmeleitfähigkeit, dem hohen übereinstimmenden Grad des Wärmeausdehnungskoeffizienten, den ausgezeichneten Isolierungseigenschaften, dem kleinen dielektrischen Verlust und der starken Korrosionsbeständigkeit und anderen Vorteilen zweifellos die Leistung des Feuchtigkeitssensors verbessern und eine starke Garantie für stabile Arbeit bieten.