PCB Tecnico - Vantaggi dell'utilizzo di substrati ceramici per sensori di temperatura

Un sensore è un dispositivo di rilevamento che rileva le informazioni misurate e le converte in segnali elettrici o altre forme desiderate di uscita di informazioni sulla base di leggi specifiche, soddisfacendo così una varietà di esigenze come trasmissione, elaborazione, archiviazione, visualizzazione, registrazione e controllo delle informazioni. Negli ultimi anni, con il continuo progresso nella tecnologia automobilistica, molti sensori sono stati installati nelle automobili per rilevare parametri quali temperatura, pressione, posizione e velocità. Di conseguenza, la domanda di sensori continua a crescere in modo significativo. I materiali utilizzati nei sensori, in particolare il materiale del substrato, svolgono un ruolo cruciale nelle loro prestazioni e affidabilità. I substrati ceramici, con i loro vantaggi unici, sono diventati la prima scelta per molti produttori di sensori.

In base all'attuale processo di produzione, i sensori di umidità possono essere suddivisi in tre tipi principali: sensori integrati, sensori a film sottile e sensori a film spesso. I sensori integrati sono realizzati utilizzando la tecnologia standard di processo a semiconduttore a base di silicio, mentre sullo stesso chip sono integrati diversi circuiti per l'elaborazione iniziale del segnale misurato. I sensori a film sottile e i sensori a film spesso, d'altra parte, sono entrambi realizzati mediante la stampa di circuiti direttamente su un substrato, sebbene siano elaborati in modo diverso. I sensori a pellicola spessa sono realizzati applicando una pasta su un substrato,che è solitamente fatto di ossido di alluminio ceramico e trattato termicamente per formare un film denso. I sensori a film sottile sono formati depositando un film sottile del materiale sensibile corrispondente su un substrato ceramico.

L'uso di substrati ceramici presenta molti vantaggi:

1.eccellente conducibilità termica: la conducibilità termica MCPCB tradizionale a base di alluminio di 1-2W/mk, rame stesso, la conducibilità termica di 383.8W/mk, ma lo strato isolante della conducibilità termica del più basso, solo 1.0 o giù di lì W/mk. Al contrario, conducibilità termica della ceramica dell'allumina di 15-35W/mk, ceramica del nitruro di alluminio, la conducibilità termica di 170-230W/mk, molto superiore alla conducibilità termica del substrato di rame della conducibilità termica del materiale ceramico. La conducibilità termica della ceramica del nitruro di alluminio è 170-230W/mk, che è molto superiore alla conducibilità termica dei substrati di rame da 2W/mk.

Quadri a base di alluminio / rame, anche se l'alluminio stesso è buona conducibilità termica, ma a causa dell'esistenza dello strato isolante, la conducibilità termica complessiva è influenzata. In questo caso, possiamo scegliere il substrato ceramico come strato isolante, con alluminio/rame come materiale base, migliorando così la conducibilità termica complessiva.

2. Coefficiente di espansione termica altamente abbinato: il sensore di umidità ha una vasta gamma di temperature operative e se il coefficiente di espansione termica tra i materiali non corrisponde negli ambienti ad alta e bassa temperatura, può portare al distacco della linea, che può portare al guasto del sensore. Il coefficiente di espansione termica del substrato ceramico è più vicino a quello del sensore di umidità, quindi ha una migliore stabilità.

3. Proprietà di isolamento eccellenti: la tensione di rottura del substrato ceramico è fino a 20KV/mm, che può efficacemente prevenire danni da cortocircuito e fornire la protezione definitiva per i componenti sensibili.

4. Piccola perdita dielettrica: il substrato ceramico è adatto per la progettazione e l'assemblaggio di circuiti ad alta frequenza, quindi la perdita dielettrica è molto piccola e l'uscita del segnale dal sensore può raggiungere un livello senza perdita.

5.Strong resistenza alla corrosione: il substrato ceramico non contiene componenti organici, quindi ha le caratteristiche di resistenza alla corrosione, resistenza agli acidi e agli alcali, resistenza alle alte temperature, per garantire che il sensore di umidità nell'ambiente duro del funzionamento normale.

Con il continuo progresso della scienza e della tecnologia, i sensori di umidità in vari campi di applicazione diventeranno sempre più estesi e i suoi requisiti di prestazione continueranno a migliorare. Come parte importante del sensore di umidità, substrato ceramico, con la sua eccellente conducibilità termica, alto grado di corrispondenza del coefficiente di espansione termica, eccellenti proprietà di isolamento, piccola perdita dielettrica e forte resistenza alla corrosione e altri vantaggi, migliorerà senza dubbio le prestazioni del sensore di umidità e fornirà una forte garanzia di lavoro stabile. In futuro, con l'ulteriore sviluppo della scienza dei materiali e del processo di produzione, l'applicazione dei substrati ceramici nei sensori di umidità sarà più estesa, portando più convenienza e benefici alla nostra vita e al nostro lavoro.