
Pourquoi utiliser des circuits imprimés en céramique à double face?
2025-02-06
Les circuits imprimés en céramique à double face, également appelés circuits imprimés en céramique à double couche, sont courants dans de nombreux produits électroniques utilisés quotidiennement.tandis que les circuits imprimés en céramique à double face ont une couche conductrice de chaque côtéEn comparaison avec les cartes de circuits en céramique à un seul côté, une couche supplémentaire de cuivre conducteur est ajoutée.augmentant ainsi la densité du circuitLes composants électroniques peuvent être soudés aux couches supérieure et inférieure des circuits imprimés en céramique.
Les circuits imprimés en céramique à double face offrent une solution pratique pour la conception de circuits, car ils offrent une densité de circuit plus élevée que les circuits imprimés en céramique à couche unique.tout en étant plus rentables et plus faciles à fabriquer que les cartes de circuits en céramique multicouchesIls sont largement utilisés dans diverses applications électroniques.
Pourquoi utiliser des circuits imprimés en céramique à double face?Le coût des circuits imprimés en céramique est influencé par la complexité de leur processus de fabrication, et le nombre de couches est un facteur clé affectant la complexité de la conception et de la fabrication.Le choix d'un circuit imprimé en céramique à double couche peut apporter de multiples avantages à vos appareils électroniques.:
•Flexibilité: certaines applications nécessitent des matériaux spécifiques pour répondre aux exigences environnementales, tels que les matériaux pour les applications à haute fréquence ou les métaux pour les environnements à haute température.Cependant, la construction de panneaux multicouches à l'aide de ces matériaux peut être difficile.
Les circuits imprimés en céramique à double couche, en revanche, peuvent être fabriqués avec une variété de matériaux.
• Réduction de la taille: en ajoutant des couches conductrices supplémentaires, la densité du circuit peut être augmentée.permettant l'utilisation de circuits imprimés de plus petite taille dans les appareils électroniques.
•Cost-effectiveness: la production de circuits imprimés en céramique peut être sujette à des défaillances, et le coût de ces défaillances peut augmenter.les fabricants ont une vaste expérience dans la production de circuits imprimés à double couche, ils ont donc un taux d'échec plus faible que les conceptions plus complexes.
•Une large gamme d'applications: les applications électroniques avancées nécessitent souvent une densité de circuit plus élevée.ils conviennent à la fois pour des projets avancés et plus simples.
•Versatilité: Dans certains circuits, les cartes de circuits en céramique peuvent avoir besoin d'un courant d'écoulement ou d'une source, ou d'interagir avec d'autres dispositifs à des fins de transmission ou de blindage du courant.les circuits imprimés en céramique à double face peuvent être utilesLa couche inférieure de la planche peut être utilisée comme source au sol, fournissant un terrain et une référence au sol efficaces.
Applications des circuits imprimés en céramique à double faceélectronique grand public: les circuits imprimés en céramique à double face sont largement utilisés dans l'électronique grand public en raison de leur stabilité, de leur fiabilité et de leur haute puissance.téléphones intelligents et appareils de communication sans fil.
Industrie de l'alimentation électrique: les circuits imprimés en céramique à double face ont une structure permettant de placer facilement les pièces, ils sont donc utilisés dans les circuits LED, les circuits d'alimentation, les circuits relais, les circuits de conversion de puissance, etc..
Automobile: dans l'industrie automobile, les circuits imprimés en céramique à double face sont utilisés dans l'éclairage des phares automobiles, les systèmes de contrôle des véhicules, les systèmes de gestion du moteur,et autres applications automobilesIls présentent une puissance élevée, une dissipation thermique élevée et une résistance thermique élevée, et peuvent s'adapter aux changements de température typiques des environnements automobiles.
Télécommunications: Les circuits imprimés en céramique à double face sont essentiels dans les infrastructures de télécommunications, y compris les routeurs, les commutateurs et les équipements réseau.Ils prennent en charge la transmission de données et le traitement des signaux à grande vitesse et sont donc essentiels dans les systèmes de télécommunications..
Dispositifs médicaux: Les dispositifs médicaux reposent sur des circuits imprimés en céramique à double face pour des applications telles que les systèmes de surveillance des patients, les équipements de diagnostic et d'autres instruments médicaux.Ces circuits imprimés assurent des performances fiables et un contrôle précis dans les environnements médicaux.
En conclusion
Par rapport aux circuits imprimés en céramique à face unique, ils ne sont pas adaptés à des conceptions complexes.Les circuits imprimés en céramique à double face offrent une plus grande souplesse, mais sont plus chers et plus difficiles à fabriquer., ce qui les rend plus adaptés à l'alimentation de dispositifs plus complexes que les circuits imprimés en céramique à face unique.
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Pourquoi tant de concepteurs de circuits imprimés choisissent- ils le revêtement en cuivre?
2024-12-11
Une fois que tout le contenu de la conception de PCB est terminé, la dernière étape critique est généralement la pose de cuivre.
La pose en cuivre est de couvrir l'espace inutilisé sur le PCB avec une surface en cuivre.indiquant que cette zone est couverte de cuivre.
Pourquoi y a-t-il du cuivre au bout?
Pour les PCB, la pose en cuivre a de nombreuses fonctions, telles que la réduction de l'impédance du fil de terre et l'amélioration de la capacité anti-interférence; la connexion au fil de terre pour réduire la surface de la boucle;et aide à dissiper la chaleur, etc.
1La pose en cuivre peut réduire l'impédance au sol et fournir une protection de blindage et une suppression du bruit.
Il y a beaucoup de courants de pointe dans les circuits numériques, il est donc plus nécessaire de réduire l'impédance au sol.
La pose en cuivre peut réduire la résistance du fil de terre en augmentant la surface de la section transversale conductrice du fil de terre;ou raccourcir la longueur du fil de terre et réduire l'inductivité du fil de terre, réduisant ainsi l'impédance du fil de terre; il peut également contrôler la capacité du fil de terre de sorte que le fil de terre peut être La valeur de la capacité de la ligne est augmentée de manière appropriée,améliorant ainsi les performances conductives du fil de terre et réduisant l'impédance du fil de terre.
Une grande surface de terre ou de cuivre d'alimentation peut également jouer un rôle de blindage, contribuant à réduire les interférences électromagnétiques, améliorer la capacité anti-interférences du circuit,et répondre aux exigences EMC.
En outre, pour les circuits à haute fréquence, la pose en cuivre fournit un chemin de retour complet pour les signaux numériques à haute fréquence, réduisant le câblage du réseau CC,améliorer ainsi la stabilité et la fiabilité de la transmission du signal.
2En plus de réduire l'impédance du fil de terre dans la conception de PCB, la pose de cuivre peut également être utilisée pour la dissipation de chaleur.
Comme nous le savons tous, le métal est un matériau qui conduit facilement l'électricité et la chaleur.les trous dans le tableau et autres zones vierges auront plus de composants métalliques, et la surface de dissipation thermique augmentera, ce qui facilitera la dissipation thermique globale de la carte PCB.Les pavés en cuivre peuvent également aider à distribuer la chaleur de manière uniforme et à prévenir la création de zones chaudes localisées..
En répartissant uniformément la chaleur sur toute la carte PCB, la concentration de chaleur locale peut être réduite, le gradient de température de la source de chaleur peut être réduit,et l'efficacité de la dissipation thermique peut être améliorée.
Par conséquent, dans la conception de PCB, la couche de cuivre peut être utilisée pour dissiper la chaleur de la manière suivante:
Concevoir la zone de dissipation de chaleur: selon la distribution de la source de chaleur sur la carte PCB, concevoir raisonnablement la zone de dissipation de chaleur,et poser suffisamment de feuille de cuivre dans ces zones pour augmenter la surface de dissipation de chaleur et le chemin de conduction de la chaleur.
Augmenter l'épaisseur de la feuille de cuivre: augmenter l'épaisseur de la feuille de cuivre dans la zone de dissipation thermique peut augmenter la trajectoire de conduction thermique et améliorer l'efficacité de la dissipation thermique.
Définition de la dissipation de chaleur par les trous: Définition de la dissipation de chaleur par les trous de la zone de dissipation de chaleur pour conduire la chaleur de l'autre côté de la carte PCB par les trous,augmentation de la trajectoire de dissipation de chaleur et amélioration de l'efficacité de la dissipation de chaleur.
Ajouter des dissipateurs de chaleur: ajouter des dissipateurs de chaleur à la zone de dissipation de chaleur pour conduire la chaleur vers le dissipateur de chaleur,et ensuite dissiper la chaleur par convection naturelle ou par radiateurs de ventilateur pour améliorer l'efficacité de la dissipation de la chaleur.
3La pose en cuivre peut réduire la déformation et améliorer la qualité de fabrication des PCB.
La pose en cuivre peut aider à assurer l'uniformité de la galvanoplastie, réduire la déformation de la carte pendant le processus de stratification, en particulier pour les PCB double face ou multicouches,et améliorer la qualité de fabrication des PCB.
Si le cuivre est trop abondant dans certaines zones et trop faible dans d'autres, il entraînera une répartition inégale de l'ensemble de la planche.
4. répondre aux besoins d'installation des dispositifs spéciaux.
Pour certains dispositifs spéciaux, tels que ceux qui nécessitent une mise à la terre ou des exigences d'installation particulières,la pose en cuivre peut fournir des points de connexion supplémentaires et un support fixe pour améliorer la stabilité et la fiabilité du dispositifPar conséquent, sur la base des avantages ci-dessus, dans la plupart des cas, les concepteurs électroniques poseront du cuivre sur la carte PCB.
Dans certains cas, il se peut que la pose de cuivre ne soit pas appropriée ou réalisable.1 Lignes de signal à haute fréquence: pour les lignes de signal à haute fréquence, la pose en cuivre peut introduire une capacité et une inductance supplémentaires, ce qui affecte les performances de transmission du signal.Dans les circuits à haute fréquence, il est généralement nécessaire de contrôler l'acheminement du fil de terre pour réduire le chemin de retour du fil de terre au lieu de recouvrir le cuivre.le revêtement en cuivre affectera le signal de la partie de l'antenneLa pose de cuivre dans la zone autour de la partie de l'antenne peut facilement provoquer une interférence relativement importante du signal collecté par les signaux faibles.Le signal d'antenne est très strict pour les paramètres du circuit d'amplificationPar conséquent, la zone autour de la partie de l'antenne n'est généralement pas recouverte de cuivre.
2 Circuits à haute densité: pour les circuits à haute densité, une couche de cuivre excessive peut entraîner des courts-circuits ou des problèmes de mise à la terre entre les lignes,affectant le fonctionnement normal du circuitLors de la conception de circuits imprimés à haute densité, vous devez concevoir soigneusement la disposition en cuivre pour assurer un espacement et une isolation suffisants entre les lignes afin d'éviter les problèmes.
③. dissipation de chaleur trop rapide et soudage difficile: si les broches des composants sont entièrement recouvertes de cuivre, cela peut entraîner une dissipation de chaleur trop rapide, ce qui rend le dés soudure et la réparation difficiles.Nous savons que le cuivre a une haute conductivité thermiquePar conséquent, qu'il s'agisse de soudage manuel ou de soudage par reflux, la surface de cuivre conduit rapidement la chaleur pendant le soudage, ce qui entraîne une perte de température du fer à souder,qui affectera la soudurePar conséquent, la conception devrait essayer d'utiliser des "bouquets à fleurs croisées" pour réduire la dissipation de chaleur et faciliter le soudage.
④Exigences environnementales particulières: dans certains environnements particuliers, tels que les hautes températures, l'humidité élevée, les environnements corrosifs, etc., la feuille de cuivre peut être endommagée ou corrodée,ce qui affecte les performances et la fiabilité de la carte PCBDans ce cas, il est nécessaire de choisir les matériaux et les méthodes de traitement appropriés en fonction des exigences environnementales spécifiques, plutôt que de sur-plaquer le cuivre.
⑤- les cartes de niveau spécial: pour les cartes de niveau spécial telles que les cartes de circuits flexibles et les cartes composites rigide-flexibles, copper laying design needs to be carried out according to specific requirements and design specifications to avoid problems with the flexible layer or rigid-flexible composite layer caused by excessive copper laying.
Pour résumer, dans la conception de PCB, il est nécessaire de faire le choix approprié d'une couche de cuivre ou pas de couche de cuivre selon les exigences spécifiques du circuit,exigences environnementales et scénarios d'application spéciaux.
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Expliquez la différence entre le substrat en aluminium et le FR4 dans un article!
2025-01-02
Le substrat d'aluminium est un matériau à base d'aluminium, avec une couche d'isolation et d'autres couches conductrices plaquées sur le matériau à base d'aluminium.composé de plusieurs couches de tissu en fibre et de résineCet article présentera les différences entre les substrats en aluminium et le FR4 du point de vue de la conductivité thermique, de la résistance mécanique, de la difficulté de production,portée d'application et coefficient de dilatation thermique.
Le substrat d'aluminium est un matériau à base d'aluminium, avec une couche d'isolation et d'autres couches conductrices plaquées sur le matériau à base d'aluminium.composé de plusieurs couches de tissu en fibre et de résineCet article présentera les différences entre les substrats en aluminium et le FR4 du point de vue de la conductivité thermique, de la résistance mécanique, de la difficulté de production,portée d'application et coefficient de dilatation thermique.
1Conductivité thermiqueLe substrat en aluminium a une bonne dissipation thermique et sa conductivité thermique est environ 10 fois supérieure à celle du FR4.
2. résistance mécaniqueLa résistance mécanique et la ténacité des substrats en aluminium sont meilleures que celles du FR4, et ils conviennent mieux à l'installation de grands composants et à la fabrication de circuits imprimés PCB de grande surface.
3. Difficulté à réaliserLa production de substrats en aluminium nécessite plus d'étapes de processus, le processus de production est plus compliqué que le FR4 et le coût de production est plus élevé que le FR4.
4. Portée de l' applicationLes substrats en aluminium conviennent aux produits électroniques de haute puissance tels que l'éclairage à LED, les sources d'alimentation, les convertisseurs de fréquence et les onduleurs solaires.tandis que le FR4 convient aux produits électroniques à faible consommation tels que les téléviseurs, téléphones et consoles de jeux électroniques.
5Coefficient de dilatation thermiqueLe coefficient d'expansion thermique du substrat en aluminium est proche de celui de la feuille de cuivre et inférieur à celui du FR4, ce qui est bon pour assurer la qualité et la fiabilité de la carte de circuit imprimé.
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Que savez-vous du procédé spécial du PCB, le procédé de l'or nickel-palladium?
2024-11-27
Parmi les procédés de traitement de surface pour les circuits imprimés (PCB), le procédé nickel-palladium-or a attiré beaucoup d'attention pour ses excellentes performances et son large éventail d'applications.Ce procédé fournit une garantie fiable pour les PCB dans des environnements d'application électronique complexes, assurant la haute performance et la stabilité des équipements électroniques.
I. Principes de base du procédé d'alliage nickel-palladiumLe procédé nickel-palladium-or est une technologie de traitement de surface qui forme séquentiellement une couche de nickel, une couche de palladium,et une couche d'or sur la surface de cuivre d'un PCB par dépôt chimiqueSon principe est basé sur le procédé redox dans les réactions chimiques.la surface en cuivre du PCB est utilisée comme agent réducteurSous l'action de la température spécifique, du pH et des additifs, les ions métalliques sont progressivement réduits et déposés sur la surface du cuivre.Les ions nickel sont réduits sur la surface du cuivre pour former une couche de nickelLe rôle de la couche de nickel est de fournir une base plate, uniforme et bonne adhérence, et également de fournir une certaine protection pour la couche de palladium et la couche d'or suivantes.Les ions palladium sont réduits et déposés sur la couche de nickel pour former une couche de palladiumLa couche de palladium a une bonne résistance à la corrosion et sert de couche de transition entre la couche d'or et celle de nickel.Il peut empêcher efficacement l'oxydation de la couche de nickel et améliorer la qualité de la couche d'orLa couche d'or donne au PCB une bonne conductivité, une bonne soudabilité et une bonne résistance à l'oxydation.s'assurer que les parties de connexion du PCB peuvent être stables pendant l'assemblage et l'utilisation de l'équipement électroniqueIl fonctionne de façon fiable.
II. Le procédé de fonctionnement du procédé nickel-palladium-or
(1) Pré-traitement.Avant de procéder au procédé nickel-palladium-or, le PCB doit être soigneusement pré-traité.Le dégraissage consiste à éliminer les taches d'huile et les impuretés sur la surface du PCBLes dégraissants alcalins sont généralement utilisés pour émulsionner les taches d'huile et les séparer de la surface du PCB par trempage ou pulvérisation.Le micro-graffage utilise une solution acide pour graver légèrement la surface du cuivre pour enlever la couche d'oxyde sur la surface du cuivre, activer la surface de cuivre et augmenter la force de liaison avec le revêtement ultérieur.L'étape de pré-immersion consiste à immerger le PCB dans une solution similaire à la solution de revêtement chimique, mais ne contient pas d'ions métalliquesLe but est d'empêcher le PCB d'introduire de l'humidité ou des impuretés dans la solution de revêtement chimique, ce qui affecte la stabilité de la solution de revêtement et la qualité du revêtement.
(2) Le nickelage sans électro.Le PCB pré-traité entre dans le bain de nickel électroless. La solution de nickel électroless contient des sels de nickel (comme le sulfate de nickel), des agents réducteurs (comme l'hypophosphite de sodium),les tampons, stabilisateurs et autres ingrédients.Les ions nickel sont réduits et déposés sur la surface du cuivre pour former une couche de nickelAu cours du procédé de plaquage au nickel, des paramètres tels que la température, la valeur du pH, la concentration d'ions nickel et la vitesse de remuement de la solution de plaquage doivent être strictement contrôlés.Une température trop élevée peut provoquer la décomposition de la solution de revêtement, et une température trop basse entraînera un taux de dépôt trop lent; une valeur de pH incorrecte affectera le taux de dépôt du nickel et la qualité du revêtement;une concentration insuffisante d'ions nickel entraînera une épaisseur de revêtement inégaleLa vitesse d'agitation trop rapide ou excessive affectera le taux de dépôt de nickel et la qualité du revêtement.L'épaisseur de la couche de nickel est généralement contrôlée à 3 - 5 μm, ce qui est réalisé en contrôlant le temps de nickelage.
(3) Plaquage au palladium sans électroAprès avoir terminé le nickel électroless, le PCB entre dans le bain de palladium électroless.La solution de placage de palladium sans électro contient des sels de palladium (tels que le chlorure de palladium)Le dépôt de la couche de palladium nécessite également un contrôle précis des paramètres du procédé, tels que la température, la valeur du pH, la concentration d'ions de palladium, etc.La température pour le placage en palladium est généralement comprise entre 40 et 60°C et le pH est d'environ 8 à 9L'épaisseur de la couche de palladium est relativement mince, généralement comprise entre 0,05 et 0,2 μm.mais fournissant également une bonne base d'adhérence pour la couche d'or.
(4) Plaquage chimique par or.Le placage en or sans électro est l'étape finale du processus de placage en or au nickel-palladium.Le liquide d'orage électroless contient des sels d'or (tels que le cyanure d'or de potassium ou les sels d'or sans cyanure)Le procédé de placage aurifère se déroule à des températures plus basses (environ 25 à 35°C) et a généralement un pH de 4 à 6.L'épaisseur de la couche d'or varie en fonction des différentes exigences d'applicationLa fonction principale de la couche d'or est d'assurer une excellente conductivité, une soudabilité et une résistance à l'oxydation.assurant les performances de connexion électrique et la stabilité à long terme des PCB dans les équipements électroniquesAu cours du procédé de placage, une attention particulière doit être accordée à la concentration du sel d'or et au contrôle du temps de placage pour obtenir une couche d'or uniforme et dense.
(5) Post-traitement.Une fois le placage chimique en or terminé, le PCB doit être post-traité.Le nettoyage consiste à éliminer la solution de revêtement restante et les impuretés sur la surface du PCBUn procédé de nettoyage en plusieurs étapes est utilisé, tel que le rinçage d'abord avec de l'eau propre, puis avec de l'eau désionisée pour s'assurer que la surface du PCB est propre.Le séchage consiste à sécher le PCB nettoyé à basse température, environnement à faible humidité pour éviter l'oxydation du revêtement et les taches résiduelles d'eau.
III. Avantages du procédé nickel-palladium-or
(1) Bon rendement de soudage.
La couche d'or a une excellente soudabilité.Les PCB traités avec de l'or nickel-palladium peuvent obtenir de bons effets de soudureComparé au procédé traditionnel de placage de l'étain, le procédé nickel-palladium peut maintenir des performances de soudage stables lors de plusieurs procédés de soudage.réduire l'apparition de défauts de soudage tels que le faux soudage et le soudage continu, et améliorer le taux de qualification de production et la fiabilité des équipements électroniques.
(2) Excellente résistance à la corrosion
La combinaison de couches de nickel, de palladium et d'or assure au PCB une forte protection contre la corrosion.acide et alcalin, le placage nickel-palladium-or peut empêcher efficacement l'oxydation et la corrosion du cuivre et prolonger la durée de vie des PCB.Ceci est particulièrement important pour certains équipements électroniques utilisés en extérieur ou dans des environnements industriels pendant une longue période., tels que les équipements des stations de base de communication, les panneaux de commande industriels, etc.
(3) Haute fiabilité et stabilité
La structure de revêtement formée par le procédé nickel-palladium-or est dense et uniforme, et a une forte adhérence avec la surface de cuivre.il peut assurer la stabilité de la transmission du signal et la fiabilité des connexions électriquesL'existence de la couche de palladium résout efficacement le problème de l'oxydation facile de la couche de nickel et de la chute de la couche d'or.améliore la stabilité de l'ensemble du système de revêtement, et réduit les pannes d'équipement électronique causées par une défaillance du revêtement.
(4) Adapté à une variété d'applications électroniques
En raison de ses bonnes performances globales, le procédé nickel-palladium convient à divers types d'équipements électroniques, y compris les appareils électroniques grand public, les équipements de communication, les ordinateurs,électronique automobileIl s'agit de circuits numériques à haute vitesse, de circuits analogiques à haute fréquence ou de circuits à haute puissance.Les PCB traités avec un alliage de nickel-palladium peuvent satisfaire à leurs exigences strictes en matière de traitement de surface.
IV. Scénarios d'application du procédé nickel-palladium
(1) domaine de l'électronique grand public.Dans les produits électroniques grand public tels que les smartphones, les tablettes et les ordinateurs portables, les performances et la fiabilité des PCB affectent directement la qualité et l'expérience utilisateur du produit.La technologie nickel-palladium est largement utilisée dans les cartes mères, les petites cartes et les PCB de divers modules fonctionnels de ces produits.après traitement des pièces de soudage des puces et des interfaces des connecteurs sur les cartes mères de téléphones portables par la technologie nickel-palladium, un soudage de haute précision peut être réalisé, assurant une transmission rapide et précise du signal et améliorant en même temps la résistance à la corrosion de la carte mère en usage quotidien.Prolonge la durée de vie du téléphone mobile.
(2) Le domaine des équipements de communication
Les équipements de stations de base de communication, les modules de communication 5G, les équipements de communication optique, etc., ont des exigences extrêmement élevées en matière de PCB. The application of nickel-palladium-based technology in these communication equipment is mainly reflected in its ability to meet the low-loss requirements of high-frequency signal transmission and the reliability requirements of long-term stable operationSur le PCB du module RF de l'équipement de la station de base, le revêtement nickel-palladium-or peut assurer l'intégrité du signal RF pendant la transmission, réduire l'atténuation et la réflexion du signal,et en même temps, empêche efficacement la corrosion et l'oxydation des PCB dans des environnements extérieurs difficiles, assurant la communication.
3) Le domaine informatique.Les cartes mères d'ordinateurs, les cartes graphiques, les cartes mères de serveurs, etc. sont des domaines d'application importants pour le procédé nickel-palladium.une grande quantité de données doit être transmise entre différents composants de la carte mèreLe PCB traité avec la technologie nickel-palladium peut fournir des connexions électriques à faible impédance pour assurer une transmission de données efficace.dans les équipements qui fonctionnent en continu pendant une longue période, tels que les serveurs, la résistance à la corrosion et la stabilité du revêtement au nickel-palladium peuvent assurer le fonctionnement fiable du PCB dans des environnements de salle d'ordinateur à haute température et à haute humidité,réduire les coûts de maintenance des équipements.
(4) Le domaine de l'électronique automobile.
Avec l'amélioration continue de l'électronique automobile, les PCB des systèmes électroniques automobiles sont confrontés à des environnements de travail plus complexes et plus difficiles.L'application de la technologie nickel-palladium sur les PCB tels que les unités de commande des moteurs automobiles (ECU), les systèmes de divertissement embarqués et les systèmes de contrôle des airbags peuvent améliorer la résistance des PCB aux vibrations et aux chocs, et en même temps,il peut protéger le PCB de l'humidité et de l'humidité rencontrées pendant le fonctionnement de l'automobileDans l'environnement de pollution par l'huile, les acides et les alcalis, etc., il maintient une bonne performance électrique et une fiabilité pour assurer la conduite sûre de la voiture.
(5) domaine de l'électronique médicale.
Les équipements électroniques médicaux tels que les électrocardiographes, les glucomètres, les moniteurs médicaux, etc., ont des exigences extrêmement élevées en matière de sécurité et de fiabilité des PCB.Le PCB traité par le procédé nickel-palladium-or peut répondre aux exigences d'utilisation des équipements médicaux dans des environnements stérilisés et humides, empêcher la précipitation d'ions de cuivre de causer des dommages au corps humain et assurer la précision et la stabilité de la transmission du signal pendant le fonctionnement à long terme de l'équipement. , fournissant un soutien technique fiable pour le diagnostic et le traitement médicaux.
5Défis et contre-mesures du procédé nickel-palladium-or
(1) Coût élevé du procédé.
Le coût de production du procédé nickel-palladium-or est relativement élevé en raison de l'utilisation de réactifs chimiques coûteux tels que les sels de nickel, les sels de palladium et les sels d'or,ainsi que des exigences strictes en matière d'équipement de processus et de contrôle environnementalPour réduire les coûts, nous pouvons commencer par les aspects suivants: premièrement, optimiser la formule de solution de placage,améliorer le taux d'utilisation des ions métalliques et réduire la consommation de réactifs chimiques en développant de nouveaux agents complexants, les agents réducteurs et autres ingrédients; deuxièmement, améliorer l'équipement de processus,l'utilisation d'équipements dotés d'un degré élevé d'automatisation et d'un taux élevé de recyclage de la solution de placage pour améliorer l'efficacité de la production et réduire les coûts d'exploitation de l'équipement;Troisièmement, établir des relations de coopération à long terme avec les fournisseurs afin d'obtenir des prix d'achat de matières premières plus favorables,tout en renforçant la gestion interne des coûts et le contrôle de la production Différentes dépenses engagées au cours du processus.
(2) Pression environnementale élevée
Certains réactifs chimiques utilisés dans le processus d'oxydation du nickel et du palladium, tels que le cyanure d'or de potassium, ont une certaine toxicité et sont potentiellement nocifs pour l'environnement et la santé humaine.En plus, les eaux usées générées lors du processus de revêtement chimique contiennent une grande quantité d'ions métalliques et d'agents chimiques, qui nécessitent un traitement environnemental strict.Pour faire face aux pressions environnementales, d'une part, nous pouvons développer et promouvoir des procédés de nickel-palladium-or sans cyanure,et utiliser des matériaux respectueux de l'environnement tels que des sels d'or sans cyanure pour remplacer les réactifs chimiques toxiques traditionnels; d'autre part, nous pouvons mettre en place un système complet de traitement des eaux usées et utiliser la précipitation chimique, l'échange ionique, la séparation par membrane et d'autres technologies pour traiter les eaux usées,afin que les eaux usées traitées répondent aux normes nationales en matière d'émissions environnementalesEn même temps, nous renforcerons la gestion environnementale de l'entreprise, améliorerons la sensibilisation environnementale des employés,et veiller à ce que les mesures de protection de l'environnement dans le processus soient mises en œuvre efficacement.
3) Le contrôle du processus est difficile
Le procédé nickel-palladium-or implique plusieurs étapes de dépôt chimique, dont les paramètres sont interdépendants et ont une grande influence sur la qualité du revêtement.comme la températurePour obtenir des revêtements stables et de haute qualité, ces paramètres de procédé doivent être contrôlés avec précision.Afin de résoudre le problème du contrôle de processus difficile, des systèmes de contrôle automatisés avancés peuvent être utilisés pour surveiller et régler automatiquement en temps réel la température, la valeur du pH, la concentration et d'autres paramètres de la solution de placage; strengthen the monitoring and detection of the process through online testing equipment and experiments Use laboratory analysis methods to promptly discover process abnormalities and take measures to make adjustments; en même temps, améliorer le niveau technique et les capacités de gestion des processus des opérateurs,et permettre aux opérateurs de maîtriser les points de contrôle des paramètres de processus et les méthodes de résolution des problèmes de processus grâce à la formation et à l'accumulation d'expérience. En résumé, le procédé nickel-palladium-or dans le procédé spécial des PCB joue un rôle irremplaçable et important dans le domaine de la fabrication électronique moderne.Malgré des défis tels que les coûts élevés,, la pression élevée sur la protection de l'environnement et le contrôle difficile des processus, avec l'innovation et l'avancement continuels de la technologie, grâce à divers efforts tels que l'optimisation des processus,développement de nouveaux matériaux, le renforcement des mesures de protection de l'environnement et l'amélioration des niveaux de gestion des processus,La technologie du nickel-palladium continuera d'exercer ses avantages dans la fabrication future d'équipements électroniques, offrant une garantie solide pour les performances élevées, la fiabilité élevée et la longue vie des équipements électroniques.
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Combien connaissez-vous les circuits imprimés en céramique?
2024-11-12
1. Les antécédents de développement des cartes de circuits en céramique.
The first-generation semiconductor technology represented by silicon (Si) and germanium (Ge) materials is mainly used in the field of data computing and lays the foundation for the microelectronics industryLes semi-conducteurs de deuxième génération, représentés par l'arsenure de gallium (GaAs) et le phosphure d'indium (InP), sont principalement utilisés dans le domaine des communications pour produire des micro-ondes de haute performance.dispositifs d'onde millimétrique et d'émission lumineuseLes besoins en matière de développement technologique et d'application ont progressivement augmenté, et les limites des deux ont progressivement émergé.qui rendent difficile le respect des exigences d'utilisation de haute fréquence, haute température, haute puissance, haute efficacité énergétique, résistance aux environnements difficiles, et léger et miniaturisé.Les matériaux semi-conducteurs de troisième génération représentés par le carbure de silicium (SiC) et le nitrure de gallium (GaN) présentent les caractéristiques d'un grand espace de bande, haute tension critique de rupture, haute conductivité thermique et haute vitesse de dérive de saturation du support.et ont de larges perspectives d'application dans l'éclairage par semi-conducteursLa Commission a adopté une proposition de directive relative à la mise en place d'un système d'information et de communication à grande échelle dans le domaine de l'électronique automobile, des communications mobiles de nouvelle génération (5G), des nouvelles énergies et des véhicules à énergie nouvelle, du transport ferroviaire à grande vitesse, de l'électronique grand public et d'autres domaines.Les perspectives d'application devraient permettre de franchir le goulot d'étranglement de la technologie traditionnelle des semi-conducteurs, complète les technologies des semi-conducteurs de première et deuxième générations et présente une valeur d'application importante dans les appareils optoélectroniques, l'électronique de puissance, l'électronique automobile,aérospatiale et autres domainesAvec la montée et l'application des semi-conducteurs de troisième génération, les appareils semi-conducteurs se développent progressivement dans la direction de la haute puissance, de la miniaturisation, de l'intégration et de la multi-fonction.qui impose également des exigences plus strictes pour les performances des substrats d'emballageLes circuits imprimés en céramique présentent les caractéristiques d'une conductivité thermique élevée, d'une bonne résistance thermique, d'un faible coefficient de dilatation thermique, d'une résistance mécanique élevée, d'une bonne isolation,résistance à la corrosion, résistance aux rayonnements, etc., et sont largement utilisés dans les emballages de dispositifs électroniques.
2. Classification technique des circuits imprimés en céramique Les circuits imprimés en céramique comprennent des substrats en céramique et des couches de circuits en métal.
Pour les emballages électroniques, le substrat d'emballage joue un rôle clé dans la connexion des canaux de dissipation thermique internes et externes,et possède des fonctions telles que l'interconnexion électrique et le soutien mécaniqueLa céramique présente les avantages d'une conductivité thermique élevée, d'une bonne résistance thermique, d'une résistance mécanique élevée et d'un faible coefficient de dilatation thermique.Il s'agit d'un matériau de substrat couramment utilisé pour l'emballage de dispositifs de semi-conducteurs de puissanceSelon différents principes et procédés de préparation, les substrats céramiques couramment utilisés peuvent être divisés en substrats céramiques à film mince (TFC), substrats céramiques à impression épaisse (TPC),et le substrat céramique de cuivre directement lié (DBC), le substrat céramique de cuivre directement plaqué (DPC), etc.Cet article analyse les propriétés physiques des matériaux de substrat céramique couramment utilisés (y compris Al2O3, AlN, Si3N4, BeO, SiC et BN, etc.), en mettant l'accent sur l'introduction des principes de préparation, des flux de processus et des caractéristiques techniques de divers substrats céramiques.
2.1Circuits électromagnétiques en céramique à film fin
Les circuits imprimés en céramique à film mince (TFC), également appelés circuits imprimés à film mince, utilisent généralement un procédé de pulvérisation pour déposer directement une couche métallique sur la surface du substrat en céramique.et utilise la photolithographie, le développement, la gravure et d'autres processus pour modeler la couche métallique en circuits... Parce que le TFC utilise un photorésistant de haute précision comme matériau photorésistant,combiné à la photolithographie et à la technologie de gravure, la caractéristique distinctive du TFC est une grande précision de motif, comme la largeur de ligne/largeur de fente inférieure à 10 μm.résistances à film mince et composants de circuits de paramètres distribués sur un substrat céramiqueIl a une large gamme de paramètres de composants, une haute précision et de bonnes caractéristiques de température et de fréquence. Il peut fonctionner dans la bande d'onde millimétrique et a un haut niveau d'intégration.En raison de sa petite tailleEn raison de la fréquence de fonctionnement élevée et de l'impact important des paramètres parasitaires sur les performances du circuit,le TFC lui-même est de petite taille et a une forte densité de composantsPar conséquent, il existe des exigences de précision et de cohérence très élevées pour la conception de circuits, le substrat et le motif de film.
2.2 Circuits électroniques en céramique à film épais
Le substrat TPC peut être préparé en recouvrant la suspension métallique sur le substrat céramique par sérigraphie, séchage et frittage à haute température.En fonction de la viscosité de la suspension métallique et de la taille du maillage, l'épaisseur de la couche de circuit métallique préparée est généralement de 10 μm à 20 μm.Les substrats TPC ne permettent pas d'obtenir des lignes de haute précision (la largeur minimale des lignes/l'espacement des lignes est généralement supérieure à 100 μm)En outre, afin d'abaisser la température de frittage et d'améliorer la résistance à la liaison entre la couche métallique et le substrat céramique,une petite quantité de phase de verre est généralement ajoutée à la suspension métallique, ce qui réduira la conductivité électrique et thermique de la couche métallique.Les substrats TPC ne sont utilisés que dans l'emballage de dispositifs électroniques (tels que l'électronique automobile) qui n'ont pas d'exigences élevées en matière de précision des circuits..
2.3 Liage direct au substrat céramique
Pour préparer le substrat céramique DBC, l'élément oxygène est d'abord introduit entre la feuille de cuivre (Cu) et le substrat céramique (Al2O3 ou AN),puis la phase eutectique de CuO se forme à environ 1065°C (le point de fusion du cuivre métallique est de 1083°C)Le film et la feuille de cuivre réagissent pour générer du CuAlO2 ou du Cu ((AO2) 2, obtenant une liaison eutectique entre la feuille de cuivre et la céramique.Parce que la céramique et le cuivre ont une bonne conductivité thermique, et la résistance à l'union eutectique entre le papier de cuivre et la céramique est élevée, le substrat DBC a une grande stabilité thermique et a été largement utilisé dans les diodes bipolaires à porte isolée (GBT),les lasers (LD) et les photovoltaïques focalisés (CPV) et d'autres dispositifs sont emballés pour la dissipation de chaleur. La feuille de cuivre de substrat DBC a une grande épaisseur (généralement de 100 μm à 600 μm), ce qui peut répondre aux besoins des applications d'emballage de dispositifs dans des environnements extrêmes tels que des températures élevées et un courant élevé.Bien que les substrats DBC aient de nombreux avantages dans les applications pratiques, la température eutectique et la teneur en oxygène doivent être strictement contrôlées pendant le processus de préparation, ce qui nécessite un équipement et un contrôle de processus élevés, et le coût de production est également élevé.En plus, en raison de la limitation de l'écriture en cuivre épais, il est impossible de préparer une couche de circuit de haute précision.Le temps d'oxydation et la température d'oxydation sont les deux paramètres les plus importants.Après que la feuille de cuivre ait été préoxydée, l'interface de liaison peut former suffisamment de phase CuxOy pour mouiller la céramique Al2O3 et la feuille de cuivre, et a une résistance à la liaison élevée;si la feuille de cuivre n'est pas préoxydée, la mouillabilité du CuxOy est faible, et l'interface de liaison sera un grand nombre de vides et de défauts restent, réduisant la résistance de liaison et la conductivité thermique.Pour la préparation de substrats DBC utilisant des céramiques AlN, le substrat céramique doit être préoxydé pour former d'abord un film Al2O3, puis réagir avec la feuille de cuivre pour produire une réaction eutectique.Xie Jianjun et autres ont utilisé la technologie DBC pour préparer des substrats céramiques Cu/Al2O3 et Cu/AlNLa résistance à la liaison entre la feuille de cuivre et les céramiques AlN dépassait 8 N/mm. Il y avait une couche de transition d'une épaisseur de 2 μm entre la feuille de cuivre et l'AlN.Ses composants étaient principalement Al2O3 et CuAlO2- et du Cu2O.
2.4 Galvanisation directe de substrats céramiques
Le processus de préparation du substrat céramique DPC est le suivant: tout d'abord, un laser est utilisé pour préparer à travers des trous sur le substrat céramique (les ouvertures sont généralement de 60 μm ~ 120 μm),et ensuite des ondes ultrasoniques sont utilisées pour nettoyer le substrat céramique; la technologie de pulvérisation par magnétron est utilisée pour déposer une couche de graines métalliques sur la surface du substrat céramique (Ti/ Cu),puis compléter la production de la couche de circuit par photolithographie et développement; utiliser le galvanoplastic pour remplir les trous et épaissir la couche de circuit métallique, et améliorer la soudabilité et la résistance à l'oxydation du substrat par un traitement de surface,et enfin retirer le film sec et graver la couche de graines pour terminer la préparation du substrat. L'extrémité avant de la préparation du substrat céramique DPC utilise la technologie de micro-traitement des semi-conducteurs (couche de pulvérisation, photolithographie, développement, etc.),et l'extrémité arrière utilise la technologie de préparation des circuits imprimés (PCB) (plaquage graphique)Les avantages techniques sont évidents: 1) l'utilisation de la technologie de micro-usinage des semi-conducteurs,les circuits métalliques sur le substrat céramique sont plus fins (la largeur de ligne/l'espacement des lignes peut être aussi bas que 30μm~50μm, en fonction de l'épaisseur de la couche de circuit), de sorte que le substrat DPC est très approprié pour des applications nécessitant une précision d'alignement plus élevée.(2) Utilisation de la technologie de forage laser et de galvanisation pour réaliser une interconnexion verticale sur la surface supérieure/inférieure du substrat céramique, l'emballage tridimensionnel et l'intégration des dispositifs électroniques peuvent être réalisés et le volume des dispositifs peut être réduit;(3) La croissance par galvanoplastie est utilisée pour contrôler l'épaisseur de la couche de circuit (généralement 10 μm~100 μm), et la rugosité de surface de la couche de circuit est réduite par broyage pour répondre aux exigences d'emballage des dispositifs à haute température et à courant élevé;(4) Le procédé de préparation à basse température (en dessous de 300°C) évite les dommages causés par les températures élevées aux matériaux du substrat et affecte négativement les couches du circuit métallique.En résumé, le substrat DPC présente les caractéristiques d'une grande précision des motifs et d'une interconnexion verticale, et est une véritable carte de circuit céramique.La résistance de liaison entre la couche de circuit métallique et le substrat céramique est la clé pour affecter la fiabilité du substrat céramique DPCEn raison de la grande différence de coefficient de dilatation thermique entre le métal et la céramique, afin de réduire les contraintes d'interface,il est nécessaire d'ajouter une couche de transition entre la couche de cuivre et la céramiqueLa force de liaison entre la couche de transition et la céramique est principalement basée sur l'adhérence par diffusion et la liaison chimique.les métaux ayant une activité plus élevée et une bonne diffusivité tels que le Ti, Cr et Ni sont souvent sélectionnés comme couche de transition.
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