Công nghệ PCB - Ưu điểm của việc sử dụng chất nền gốm làm cảm biến nhiệt độ

Cảm biến là một thiết bị phát hiện cảm nhận thông tin được đo và chuyển đổi nó thành tín hiệu điện hoặc các dạng đầu ra thông tin mong muốn khác theo các quy luật cụ thể, do đó đáp ứng các nhu cầu khác nhau như truyền tải, xử lý, lưu trữ, hiển thị, ghi lại và kiểm soát thông tin. Trong những năm gần đây, khi công nghệ ô tô tiếp tục phát triển, nhiều cảm biến đã được lắp đặt trong xe để phát hiện các thông số như nhiệt độ, áp suất, vị trí và tốc độ. Do đó, nhu cầu về cảm biến tiếp tục tăng đáng kể. Các vật liệu được sử dụng trong cảm biến, đặc biệt là chất nền, đóng một vai trò quan trọng trong hiệu suất và độ tin cậy của chúng. Chất nền gốm, với những ưu điểm độc đáo của nó, đã trở thành sự lựa chọn hàng đầu của nhiều nhà sản xuất cảm biến.

Theo quy trình sản xuất hiện tại, cảm biến độ ẩm có thể được chia thành ba loại chính: cảm biến tích hợp, cảm biến màng mỏng và cảm biến màng dày. Cảm biến tích hợp được sản xuất bằng cách sử dụng công nghệ xử lý mạch tích hợp bán dẫn dựa trên silicon tiêu chuẩn, trong khi nhiều mạch được sử dụng để xử lý ban đầu các tín hiệu đo lường cũng được tích hợp trên cùng một chip. Mặt khác, cả cảm biến màng mỏng và cảm biến màng dày đều được tạo ra bằng cách in mạch trực tiếp lên bề mặt, mặc dù chúng được xử lý khác nhau. Cảm biến màng dày được làm bằng cách phủ bùn lên bề mặt, thường được làm bằng gốm alumina và được xử lý nhiệt để tạo thành màng dày. Cảm biến phim được hình thành bằng cách lắng đọng một màng vật liệu nhạy cảm tương ứng trên bề mặt gốm.

Có rất nhiều lợi thế khi sử dụng chất nền gốm:

1, Độ dẫn nhiệt tuyệt vời: Độ dẫn nhiệt của bảng mạch nhôm truyền thống MCPCB là 1-2W/mk, và độ dẫn nhiệt của chính đồng là 383,8W/mk. Nhưng độ dẫn nhiệt của lớp cách nhiệt thấp hơn, chỉ khoảng 1,0 W/mk; Ngược lại, độ dẫn nhiệt của gốm nhôm oxit nằm trong khoảng 15-35W/mk, độ dẫn nhiệt của gốm nhôm nitride là khoảng 170-230W/mk, cao hơn nhiều so với độ dẫn nhiệt của vật liệu gốm đồng. Độ dẫn nhiệt của gốm nhôm nitride là 170-230W/mk, cao hơn nhiều so với 2W/mk của chất nền đồng.

Bảng mạch nhôm/đồng, mặc dù bản thân nhôm có độ dẫn nhiệt tốt, độ dẫn nhiệt tổng thể bị ảnh hưởng do sự hiện diện của lớp cách nhiệt. Trong trường hợp này, chúng ta có thể chọn chất nền gốm làm lớp cách nhiệt, với nhôm/đồng làm chất nền, do đó cải thiện độ dẫn nhiệt tổng thể.

2. Hệ số giãn nở nhiệt phù hợp cao: cảm biến độ ẩm có phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng, nếu hệ số giãn nở nhiệt giữa các vật liệu không phù hợp trong môi trường nhiệt độ cao và thấp, nó có thể dẫn đến đường dây rơi ra, dẫn đến lỗi cảm biến. Hệ số giãn nở nhiệt của chất nền gốm gần với cảm biến độ ẩm hơn và do đó có độ ổn định tốt hơn.

3. Hiệu suất cách nhiệt tuyệt vời: điện áp phá vỡ của chất nền gốm lên đến 20KV/mm, có thể ngăn chặn hiệu quả thiệt hại ngắn mạch và cung cấp sự bảo vệ cuối cùng cho các yếu tố nhạy cảm.

4. tổn thất điện môi nhỏ: chất nền gốm phù hợp cho thiết kế và lắp ráp mạch tần số cao, do đó tổn thất điện môi là rất nhỏ và tín hiệu đầu ra của cảm biến có thể đạt đến mức không phá hủy.

5. Khả năng chống ăn mòn mạnh: Chất nền gốm không chứa thành phần hữu cơ, do đó có đặc tính chống ăn mòn, axit và kiềm, chịu nhiệt độ cao, đảm bảo cảm biến độ ẩm hoạt động bình thường trong môi trường khắc nghiệt.

Với sự tiến bộ liên tục của khoa học và công nghệ, cảm biến độ ẩm sẽ được sử dụng rộng rãi hơn trong các lĩnh vực khác nhau và các yêu cầu về hiệu suất của nó sẽ được cải thiện liên tục. Là một phần quan trọng của cảm biến độ ẩm, chất nền gốm với những ưu điểm như độ dẫn nhiệt tuyệt vời, hệ số giãn nở nhiệt phù hợp cao, hiệu suất cách nhiệt tuyệt vời, tổn thất điện môi nhỏ hơn và khả năng chống ăn mòn mạnh mẽ chắc chắn sẽ nâng cao hiệu suất của cảm biến độ ẩm và cung cấp sự đảm bảo mạnh mẽ cho công việc ổn định. Trong tương lai, với sự phát triển hơn nữa của khoa học vật liệu và quy trình sản xuất, chất nền gốm sẽ được sử dụng rộng rãi hơn trong cảm biến độ ẩm, mang lại nhiều tiện lợi và lợi ích hơn cho cuộc sống và công việc của chúng ta.