Chất nền gốm đề cập đến các tấm thủ công đặc biệt liên kết lá đồng trực tiếp với bề mặt của chất nền gốm nhôm oxit hoặc nhôm nitride ở nhiệt độ cao. Chất nền composite siêu mỏng này có đặc tính cách điện tuyệt vời, độ dẫn nhiệt cao, đặc tính hàn tuyệt vời và độ bền liên kết cao. Nó cũng có thể khắc các mẫu khác nhau như bảng mạch PCB và có khả năng mang dòng chảy lớn. Do đó, pcb gốm đã trở thành vật liệu cơ bản cho công nghệ kết cấu mạch điện tử công suất cao và công nghệ kết nối.
Các loại chất nền gốm
1. Chất nền gốm Alumina
Chất nền gốm nhôm oxit nói chung đề cập đến vật liệu chất nền gốm với nhôm oxit làm nguyên liệu chính, chủ yếu bao gồm pha tinh thể nhôm oxit. Hàm lượng alumina chiếm hơn 75% các loại gốm sứ khác nhau. Nó có ưu điểm là nguồn nguyên liệu dồi dào, chi phí thấp, độ bền cơ học và độ cứng cao, hiệu suất cách nhiệt tốt, hiệu suất sốc nhiệt tốt, chống ăn mòn hóa chất, độ chính xác kích thước cao và độ bám dính tốt với kim loại. Nó là một chất nền gốm với hiệu suất toàn diện tốt. Chất nền gốm nhôm oxit được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp điện tử, chiếm 90% tổng lượng chất nền gốm, đã trở thành vật liệu không thể thiếu hoặc thiếu trong ngành công nghiệp điện tử.
Chất nền nhôm oxit là vật liệu cơ bản được sử dụng phổ biến nhất trong ngành công nghiệp điện tử, vì nó có độ bền cao và ổn định hóa học khi nói đến các tính chất cơ học, nhiệt và điện so với hầu hết các loại gốm oxit khác và có nguồn nguyên liệu phong phú. Nó phù hợp cho tất cả các loại quy trình sản xuất và hình dạng khác nhau.
2. Nhôm nitride gốm pcb
Bảng mạch gốm nhôm nitride là một loại vật liệu cơ bản mới. Hằng số lưới tinh thể của tinh thể nhôm nitride là a=0,3110nm, c=0,4890nm, hệ hình lục giác, dựa trên đơn vị cấu trúc tứ diện của nhôm nitride, hợp chất liên kết cộng hóa trị của quặng kẽm. Nó có một loạt các đặc tính tuyệt vời như độ dẫn nhiệt tốt, cách điện đáng tin cậy, hằng số điện môi và tổn thất thấp, không độc hại, phù hợp với hệ số giãn nở nhiệt của silicon và được coi là vật liệu lý tưởng cho lớp lót bán dẫn tích hợp cao thế hệ mới và đóng gói điện tử.
3. Silicon Nitride gốm in bảng mạch
Silicon nitride có ba cấu trúc tinh thể, trong đó phổ biến nhất là cấu trúc lục giác. Silicon nitride có nhiều tính chất tuyệt vời, chẳng hạn như độ cứng cao, cường độ cao, hệ số giãn nở nhiệt thấp, chống oxy hóa tốt, hiệu suất ăn mòn nhiệt tốt và hệ số ma sát thấp. Silica nitride đơn tinh thể có độ dẫn nhiệt lý thuyết lên tới 400W/(mk) và có tiềm năng trở thành chất nền dẫn nhiệt cao. Ngoài ra, hệ số giãn nở nhiệt của silicon nitride là khoảng 3,0x10-6â, có khả năng tương thích tốt với Si, SiC, GaAs và các vật liệu khác, làm cho chất nền gốm silicon nitride trở thành vật liệu lót thiết bị điện tử có độ bền cao, dẫn nhiệt cao rất hấp dẫn.
4. Silicon Carbide gốm in dòng tấm
Lớp lót gốm silicon carbide có độ dẫn nhiệt cao, thay đổi từ 100W/(mɑk) đến 400W/(mɑk) ở nhiệt độ cao, gấp 13 lần so với nhôm oxit. Khả năng chống oxy hóa tốt, nhiệt độ phân hủy trên 2500 độ, vẫn có thể được sử dụng trong bầu không khí oxy hóa 1600 độ và cách điện tốt. Hệ số giãn nở nhiệt thấp hơn so với nhôm oxit và nhôm nitride. Chất nền gốm silicon carbide có đặc tính liên kết cộng hóa trị mạnh và rất khó thiêu kết. Thông thường, một lượng nhỏ boron hoặc nhôm oxit được thêm vào làm chất trợ thiêu kết để tăng mật độ. Các thí nghiệm cho thấy berili, boron, nhôm và các hợp chất của chúng là những chất phụ gia hiệu quả nhất có thể làm tăng mật độ của gốm SiC lên hơn 98%.
Các bảng mạch gốm chính thường được sử dụng trong bao bì điện tử. So với chất nền nhựa và kim loại, chất nền gốm có những ưu điểm sau:
1) Cách nhiệt tuyến tính tốt, độ tin cậy cao.
2) Hệ số điện môi thấp, hiệu suất tần số cao tốt.
3) Hệ số giãn nở nhiệt thấp và độ dẫn nhiệt cao.
4) Độ kín khí tốt, tính chất hóa học ổn định, có tác dụng bảo vệ mạnh mẽ đối với hệ thống điện tử.
Bảng mạch in gốm phù hợp cho bao bì sản phẩm có độ tin cậy cao, tần số cao, chịu nhiệt độ cao, kín khí trong kỹ thuật hàng không, vũ trụ và quân sự. Linh kiện điện tử SMD siêu nhỏ được sử dụng rộng rãi trong truyền thông di động, máy tính, thiết bị gia dụng và điện tử ô tô, và vật liệu vận chuyển của nó thường được đóng gói trên bảng pcb.
Ưu điểm cốt lõi của tấm cơ sở gốm là ứng suất cơ học mạnh và hình dạng ổn định; Độ bền cao, độ dẫn nhiệt cao và cách nhiệt cao; Độ bám dính mạnh, chống ăn mòn mạnh; với hiệu suất chu kỳ nhiệt tuyệt vời; Độ tin cậy cao.