En general, hay dos tipos de sustrato que se encuentran en los PCB cerámicos.
Uno es la alúmina y el otro el nitruro de aluminio (AIN o ALN).
El óxido de aluminio (Al2O3) 96% o alúmina 96% es el material cerámico más utilizado para las placas de circuito impreso y los envases cerámicos. Gracias a sus buenas propiedades térmicas, su baja expansión y su hermeticidad, en combinación con un coste relativamente bajo y un manejo más fácil. Entre sus aplicaciones se encuentran las de refrigeración y calefacción, placas de LED, circuitos médicos, módulos de sensores y dispositivos de alta frecuencia.
RAYMING suministra óxido de alúmina (Al2O3) al 96% fabricado tanto por el proceso de película gruesa como por las tecnologías de cobre chapado directo (DPC) para imprimir los circuitos.
En SOLO Electronica ofrecemos dos soluciones
– C-Proto: Nuestra solución interna que es perfecta para muestras, prototipos y programas de pequeño volumen. Las placas de circuito impreso se fabrican en Bélgica con un plazo de entrega rápido y sin necesidad de utillaje. Acelerando su desarrollo y reduciendo su presupuesto. Los presupuestos y los pedidos pueden realizarse 100% en línea a través de nuestro portal.
– Producción C: Nuestra solución de volumen medio a alto. Junto con nuestros socios de producción, podemos garantizar un precio competitivo, la huella de fabricación adecuada y soluciones de cadena de suministro a medida para su programa de volumen.
Así, los circuitos pueden fabricarse con cobre (Cu) o con plata (Ag) en función de la aplicación y la solicitud. El cobre se ofrece en DPC y la plata mediante un proceso de película gruesa. Aconsejamos el cobre en aplicaciones de 1 o 2 capas desde aplicaciones de bajo a alto volumen. La plata se aconseja cuando se necesitan varias capas y resistencia a altas temperaturas. Si no está seguro del material que debe especificar, no dude en ponerse en contacto con nosotros.
La resistencia a la soldadura y los acabados superficiales pueden aplicarse de forma similar a los de las placas de circuito impreso normales cuando se utiliza metalización de cobre. Sin embargo, para los diseños de película gruesa de plata, ofrecemos sólo una máscara de soldadura de vidrio que se recomienda para los diseños de alta temperatura. Para entornos con alto contenido en azufre en los que la corrosión de la plata puede ser un problema, ofrecemos el chapado en oro como solución para proteger las almohadillas expuestas.
Componentes de los PCB de alúmina
Los PCB de alúmina también se conocen como AI203 y PCB de base metálica.
Este tipo de PCB utiliza un material dieléctrico térmicamente conductor y eléctricamente aislado entre el metal de aluminio junto con la capa de cobre.
Puede utilizarse en cualquier dispositivo que tenga disipación de calor y necesite mantener y controlar la temperatura porque el PCB de alúmina tiene conductividad térmica.
La construcción del PCB de alúmina contiene tres capas.
Todas las capas del circuito están hechas de cobre con un grosor de
capa aislante hecha de conductividad térmica, y material aislante eléctrico.
Para fabricar la capa base, es necesario utilizar un sustrato metálico de cobre o aluminio.
Fabricación de PCB de alúmina:
La alúmina es uno de los materiales importantes utilizados durante la fabricación de las placas de circuito impreso.
Las propiedades de los materiales de los PCB de alúmina son inequívocamente diversas en comparación con las demás alternativas disponibles en el mercado.
Está formado por componentes cerámicos y las propiedades del material son muy diferentes a las de los metales o los materiales ignífugos.
Esto crea una diferencia en la fabricación de PCB de alúmina con respecto a los demás.
Por ello, la aplicación de la cerámica o la alúmina en la industria de los PCB tiene algún propósito específico que cumplir.
Allí donde los otros PCB no encajan bien, la alúmina es la alternativa perfecta a elegir.
El material utilizado en las placas de circuito impreso de alúmina es fuerte y rígido, lo que proporciona un importante soporte a los componentes.
Para el montaje en la superficie de la placa de circuito impreso, es un sustituto perfecto a añadir.
El rendimiento es lo suficientemente alto en comparación con los competidores, incluida la conductividad térmica de los materiales.
La consistencia de la temperatura es mucho mayor en comparación con otros materiales.
El único inconveniente que presenta es que el material a veces se encarece más que los otros materiales habituales utilizados.
Esto suele ocurrir cuando se utiliza para algunos dispositivos inevitables de alto grado.
El excepcional rendimiento de alta frecuencia y el fuerte dieléctrico térmico con la baja expansión es la razón que lo ha convertido en el PCB cerámico más común y también el más exigente. Se utiliza sobre todo en los dispositivos necesarios para la refrigeración y la calefacción, placas de LED, circuitos médicos, módulos de sensores y otros dispositivos de alta frecuencia.
Ventajas de la placa de circuito impreso de alúmina:
El óxido de alúmina es el material cerámico más utilizado en las placas de circuito impreso y los embalajes de cerámica.
El uso de PCB de alúmina de bajo volumen es perfecto para crear muestras, prototipos y programas de pequeño volumen que serán útiles para mejorar y acelerar el desarrollo de la empresa reduciendo el presupuesto.
Por otro lado, las soluciones de volumen medio y alto pueden ser eficaces para garantizar el precio competitivo del proceso de fabricación, de modo que las empresas puedan modificar la huella y la solución de la cadena de suministro en función del volumen de producción.
Las ventajas más actualizadas que una vez puede tener el uso de placas de circuito impreso de alúmina son las siguientes
- Proporciona un buen aislamiento eléctrico
- Garantiza una resistencia mecánica moderada en las placas de circuito impreso de cerámica
- Presenta una excelente resistencia a la compresión
- La temperatura de funcionamiento es comparativamente alta, de 350°C a 1500°C
- Menor coeficiente de dilatación (6-8 ppm/°C) que conduce a una menor tensión en las juntas de soldadura
- Mejores posesiones térmicas (22-24 W/mK)
- Mayor rendimiento en aplicaciones de alta frecuencia
- Los materiales son lo suficientemente duros para garantizar una conductividad térmica moderada
- La alúmina contribuye a una resistencia inigualable a la corrosión y al desgaste
- Proporciona excelentes propiedades de deslizamiento y también baja densidad
- El tamaño del encapsulado se reduce gracias a la integración y a las posibilidades de las aplicaciones multicapa
- Los envases herméticos permiten un 0% de absorción de agua
- Proporciona suficiente reflexión de la luz debido a su contraste de color blanco
- La desgasificación está restringida
- Están hechos de un material fuerte y rígido que aumenta su durabilidad
- Su precio es comparativamente menor que el de otros metales
Aplicación de las placas de circuito impreso de cerámica de alúmina
- Módulo semiconductor electrónico de alta potencia
- Sistema de inyección
- Sistema de frenado antibloqueo
- Chip LED de alta potencia
- Luz de calle Wafter
- Tarjeta de resistencia del remitente de combustible
- Módulos transmisores de energía eléctrica
- Célula solar
- Sensor
- Dispositivo de telecontrol
Fabricante de materiales de ALN y Alumina para PCB
Marca KYOCERA
Los materiales de alúmina de alta pureza son ideales para mejorar la calidad y reducir los costes. Ya que la alúmina de alta pureza tiene una excelente resistencia a la corrosión y al choque térmico. Se utiliza para los asentadores para la sinterización y el tratamiento térmico.
Este es nuestro material de alúmina actual preferido. 91% / 92% / 96%/99,6% de alúmina
Marca CeramTec
CeramTec es un líder mundial en el campo de la producción y el suministro de cerámica avanzada y diseña estos materiales para su uso en una amplia variedad de aplicaciones. CeramTec suministra con la cartera actual más de 10.000 productos, componentes y piezas diferentes de cerámica avanzada.
Gama AD:96% / 99,6% Alúmina avanzada: Durastrate
Marca CURAMIK
Aunque la mayoría de sus productos son más bien pequeños, pueden tener un gran efecto. Son el líder del mercado y de la tecnología de los sustratos cerámicos. Estos productos se utilizan en casi todas partes en nuestro mundo altamente tecnificado del siglo XXI, contribuyendo a la gestión eficiente de la energía.
Curamilk: Al2O3 HPS Si3N4 AlN
Sustratos Macor
Basándose en los 160 años de innovación de Corning, la vitrocerámica mecanizable MACOR® es una base sólida y de confianza que puede ayudarle a realizar sus diseños más rápidamente. Su combinación única de propiedades lo convierte en un material fácilmente mecanizable, versátil y de alto rendimiento, incluso en entornos operativos difíciles donde la precisión es una necesidad. MACOR reduce los tiempos de fabricación y está probado para ajustarse a los requisitos de diseños complejos incluso en un corto plazo de tiempo, ya que permanece estable a altas temperaturas y alta presión.
Macor: La vitrocerámica mecanizable Macor
| PROPIEDAD | FR4 | AL2 O3 | ALN | MACOR |
| Constante dieléctrica (1 MHz @ RT) | 9.8 | 8.9 | ||
| Pérdida dieléctrica (1 MHz @ RT) | <1014 | <1014 | ||
| Conductividad térmica (W /m K) | 0.8-1.1 | 36 | 170-190 | 1.46 |
| Coeficiente de expansión térmica (ppm/°C) | 36 | 170-190 | ||
| Densidad (g/cm3) | 2.89 | 3.30 | ||
| Resistencia a la flexión (mPa) | 380 | 290 | ||
| Dureza (Knoop) (GPa) | 14.1 | 11.8 | ||
| Módulo de Young (GPa) | 372 | 331 |
