Tecnología de PCB - Ventajas del uso de sustratos cerámicos como sensores de temperatura

El sensor es un dispositivo de detección que detecta la información medida y la convierte en una señal eléctrica u otra forma necesaria de salida de información de acuerdo con leyes específicas, satisfaciendo así diversas necesidades, como la transmisión, procesamiento, almacenamiento, visualización, registro y control de la información. En los últimos años, con el progreso continuo de la tecnología automotriz, muchos sensores se han instalado en el automóvil para detectar parámetros como temperatura, presión, posición y velocidad. Por lo tanto, la demanda de sensores sigue creciendo sustancialmente. Los materiales utilizados en los sensores, especialmente los materiales de sustrato, juegan un papel vital en su rendimiento y fiabilidad. Con sus ventajas únicas, los sustratos cerámicos se han convertido en la primera opción para muchos fabricantes de sensores.

Según el proceso de fabricación actual, los sensores de humedad se pueden dividir en tres tipos principales: sensores integrados, sensores de película delgada y sensores de película gruesa. Los sensores integrados se fabrican utilizando la tecnología estándar de proceso de circuitos integrados semiconductores a base de silicio, mientras que varios circuitos utilizados para el procesamiento inicial de señales de medición también se integran en el mismo chip. Por otro lado, tanto los sensores de película delgada como los sensores de película gruesa se hacen imprimiendo el circuito directamente en el sustrato, aunque se procesan de manera diferente. El sensor de película gruesa está hecho aplicando un tamaño al sustrato, que generalmente está hecho de cerámica de alúmina y se trata térmicamente para formar una película gruesa. El sensor de película delgada se forma depositando la película de material sensible correspondiente en el sustrato cerámico.

El uso de sustratos cerámicos tiene muchas ventajas:

1. excelente conductividad térmica: la conductividad térmica de la placa de circuito tradicional a base de aluminio mcpcb es de 1 - 2w / mk, y la conductividad térmica del cobre en sí es de 383,8w / MK. sin embargo, la conductividad térmica de la capa aislante es baja, solo alrededor de 1,0 W / mk; por el contrario, la conductividad térmica de la Cerámica de alúmina está entre 15 - 35W / mk, y la conductividad térmica de la cerámica de nitruro de aluminio es de unos 170 - 230w / mk, que es mucho más alta que la de la cerámica a base de cobre. La conductividad térmica de la cerámica de nitruro de aluminio es de 170 - 230w / mk, que es mucho más alta que la conductividad térmica de 2w / MK del sustrato de cobre.

Placa de circuito a base de aluminio / cobre, aunque el aluminio en sí tiene una buena conductividad térmica, debido a la existencia de una capa aislante, la conductividad térmica general se ve afectada. En este caso, podemos elegir el sustrato cerámico como capa aislante y el aluminio / cobre como sustrato, mejorando así la conductividad térmica general.

2. alta coincidencia del coeficiente de expansión térmica: el rango de temperatura de funcionamiento del sensor de humedad es muy amplio, y si el coeficiente de expansión térmica entre materiales no coincide en entornos de alta y baja temperatura, puede causar que la línea se caiga, lo que puede causar fallas en el sensor. El coeficiente de expansión térmica del sustrato cerámico está más cerca del sensor de humedad, por lo que tiene una mejor estabilidad.

3. excelente rendimiento de aislamiento: el voltaje de ruptura del sustrato cerámico es tan alto como 20kv / mm, lo que puede prevenir eficazmente los daños causados por cortocircuitos y proporcionar la protección final para los elementos sensibles.

4. pequeña pérdida dieléctrica: el sustrato cerámico es adecuado para el diseño y montaje de circuitos de alta frecuencia, por lo que la pérdida dieléctrica es muy pequeña y la señal emitida por el sensor puede alcanzar un nivel no destructivo.

5. fuerte resistencia a la corrosión: el sustrato cerámico no contiene componentes orgánicos, por lo que tiene las características de resistencia a la corrosión, ácido y álcali, resistencia a altas temperaturas, lo que garantiza que el sensor de humedad funcione normalmente en un ambiente hostil.

Con el progreso continuo de la Ciencia y la tecnología, la aplicación de sensores de humedad en varios campos será cada vez más amplia, y sus requisitos de rendimiento también mejorarán constantemente. Como parte importante del sensor de humedad, el sustrato cerámico, con sus ventajas de excelente conductividad térmica, alto coeficiente de expansión térmica de coincidencia, excelente rendimiento de aislamiento, pequeña pérdida dieléctrica y fuerte resistencia a la corrosión, sin duda mejorará el rendimiento del sensor de humedad y proporcionará una fuerte garantía para el trabajo estable. en el futuro, con el desarrollo ulterior de la Ciencia de materiales y los procesos de fabricación, la aplicación del sustrato cerámico en el sensor de humedad será más amplia, lo que traerá más comodidad y beneficios a nuestra vida y trabajo.