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CERAMICHE - METODO E CAPACITA DI PROCESSO

Ceramica - Film spesso

  • La tecnologia a film spesso prevede l'aggiunta di strati di conduttore (rame o argento) su un substrato ceramico tramite processi di serigrafia.
  • Adatto per l'uso con substrati Al2O3/AlN e Zaffiro.
  • Una soluzione conveniente con meno processi di produzione rispetto ad altri metodi.
  • Con uno spessore del conduttore tra 7-20um non è adatto per l'elettronica di potenza che richiede un'elevata capacità di corrente.
  • A causa dell'applicazione del conduttore, non è adatto anche per progetti che richiedono tracce sottili e/o vias placcati/riempiti.
Closeup of Ceramic Thick Film
Ceramic Thick Film Technology - layers of conductor onto a ceramic substrate

Ceramica - DBC

  • Direct Bonded Copper (DBC) viene utilizzato quando è richiesto un elevato spessore di rame - 140um (4oz) -350um (10oz). Rame pesante.
  • Il rame è legato al substrato ceramico su uno o entrambi i lati mediante un processo di ossidazione ad alta temperatura.
  • Il rame e il substrato vengono riscaldati in un'atmosfera di azoto contenente circa 30 ppm di ossigeno; in queste condizioni si forma un eutettico rame-ossigeno che si lega con successo sia al rame che agli ossidi usati come substrati.
  • Gli strati di rame possono quindi essere incisi utilizzando la tecnologia PCB standard per formare un circuito elettrico.
  • La foratura laser viene quindi utilizzata per qualsiasi esigenza di foro passante e lavorazione del profilo.

Svantaggi:

  • A causa del processo di incollaggio ad ossidazione può verificarsi una leggera riduzione della conduttività termica creata da un vuoto tra gli strati di rame e ceramica.
Closeup of Ceramic Direct Bond Copper

Applicazioni:

Le applicazioni principali sono moduli ad alta potenza, come IGBT, CPV o qualsiasi altro modulo di dispositivo a banda larga.

  • IGBT
  • Alimentatore a commutazione ad alta frequenza
  • Settore automobilistico
  • Aerospaziale
  • Componente della cella solare
  • Alimentatore per telecomunicazioni
  • Sistemi laser
Closeup of Ceramic Direct Bonded Copper

Ceramica - DPC

  • Direct Plated Copper (DPC) è il più recente sviluppo nel campo dei PCB a substrato ceramico.
  • Implica la placcatura dello strato conduttore di rame sul substrato di rame in condizioni di alta temperatura e pressione.
  • L'aggiunta di un sottile strato di titanio funge da interfaccia di legame tra gli strati di rame e ceramica.
  • In questa fase viene depositato uno strato molto sottile di rame che riveste il substrato ceramico e gli eventuali fori preforati.
  • La stampa e l'incisione delle tracce vengono quindi eseguite con il rame sottile che consente tracce molto sottili e una riduzione del sottosquadro.
  • I pannelli vengono quindi placcati fino allo spessore di rame finale richiesto.
  • L'utilizzo di questo metodo può comportare uno spessore del rame compreso tra 10um (≈ 1/3oz) e 140um (4oz).
  • Consente anche la possibilità di vias placcati o riempiti. Qualcosa non è possibile con la tecnologia Thick Film o DBC.
Ceramic Direct Plated Copper - layers of conductor onto a ceramic substrate

Applicazioni:

  • HBLED
  • Substrati per celle solari a concentrazione
  • Imballaggio di semiconduttori di potenza compreso il controllo del motore automobilistico.
  • Elettronica per la gestione della potenza delle automobili ibride ed elettriche.
  • Pacchetti per RF.
  • Dispositivi a microonde.
Closeup of Ceramic Direct Plated Copper

Ceramica - DPC vs DBC

Sia DBC che DPC hanno gli stessi vantaggi per applicazioni ad alta potenza, grazie all'uso di un legame diretto tra rame e substrato ceramico, quindi, gli stessi attributi chiave per entrambi sono:

  • Eccezionale conducibilità termica
  • Temperature di esercizio elevate
  • Buona resistenza meccanica; forma meccanicamente stabile, buona adesione
  • Eccellente isolamento elettrico
  • Ottima conduttività termica
  • Eccellente stabilità del ciclo termico
  • Buona diffusione del calore

Le differenze arrivano quando si esaminano le considerazioni e le applicazioni di progettazione. Il DBC è adatto per un'elevata capacità di corrente, tuttavia limitata nella progettazione del circuito. DPC che consente tracce più fini e connessione a foro passante.

Ceramic - Capabilities

Proprietà DPC DBC
Substrati compatibili Al2O3 / AlN / SiN Al2O3 / AlN / SiN
Spessore del supporto (mm) 0.25/0.38/0.5/0.635.1.0/1.5/2.0 0.25/0.38/0.5/0.635.1.0/1.5/2.0
Peso del rame (oz) 10 - 140 140 - 350
Dimensioni del pannello (mm x mm) Standard: 115 x 115mm
Special: Up to 170 x 250mm
Standard: 115 x 115mm
Special: Up to 170 x 250mm
Opzioni di finitura ENIG/ENEPIG/EPIG/Immersion Silver/Immersion Tin/OSP ENIG/ENEPIG/EPIG/Immersion Silver/Immersion Tin/OSP
Larghezza minima (mm) 0.1 Dependant on Cu Weight
Diametro minimo del foro (mm) 0.08 0.08
Placcatura proporzioni 5:1 N/A

Date : 18-10-2021