Venture Electronics bietet Keramik-PCBs für Ihre Anforderungen

Keramische Leiterplatten haben Leiterplatten, die mit hergestellt werden Elektronische Keramikmaterialien. Sie können diese in verschiedene Formen bringen, die Ihren Bedürfnissen entsprechen.

Keramische Leiterplatten haben einige der herausragendsten Eigenschaften.

Sie können hohen Temperaturen standhalten und haben neben anderen Vorteilen eine hohe elektrische Isolierleistung.

Ehrlich gesagt gibt es viele Gründe, warum Sie sich für keramische Leiterplatten anstelle der anderen Optionen entscheiden sollten. Sie werden hauptsächlich bevorzugt wegen:

1. Höhere Betriebstemperatur

Keramische Leiterplatten sind praktisch für Ihre Geräte, die unter sehr hohen Temperaturen arbeiten.

Diese Qualität macht sie einzigartig im Vergleich zu anderen Leiterplatten, die bei hohen Temperaturen wahrscheinlich ausfallen.

Selbst bei Temperaturen von bis zu 350 ºC arbeiten Ihre Geräte noch effizient und effektiv.

2. Niedrigerer Ausdehnungskoeffizient

Keramische Leiterplatte versichert Ihnen auch von niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten. Dadurch bergen sie ein geringeres Risiko von Verformungen durch Temperaturschwankungen.

Wenn Sie kovalente Materialien wie Diamant, Siliziumkarbid und Siliziumnitrid verwenden, werden normalerweise stärkere Bindungen hergestellt.

Dies sichert Ihnen daher niedrige Wärmeausdehnungskoeffizienten.

3. Gute thermische Eigenschaften

Darunter versteht man die Wärmeleitfähigkeit der Keramikplatine.

Keramische Leiterplatten haben eine hohe thermische Stabilität. Dies informiert über hervorragende elektrische Eigenschaften für Ihre Leiterplatte.

4. Sie weisen auch einen hohen Modul auf

Das macht Keramikleiterplatten zur effektivsten Leiterplatte für Geräte, die unter schwankenden thermischen Bedingungen arbeiten.

5. Überlegene Hochfrequenzleistung

Keramische Leiterplatten bieten auch eine hervorragende Hochfrequenzleistung. Dies ist wesentlich, um die Impedanz und Bandbreite des Übertragungspfads zu bestimmen.

Das in Keramikschaltkreisen enthaltene dielektrische Material verbessert die Frequenzleistung, da es die Impedanz auf dem Signalpfad begrenzt.

6.Senkt die Anschaffungskosten für die Investition in Keramik-PCB-Montage

Mit Keramikschaltungen verringern Sie aufgrund des verwendeten Materials die Tests und die Anzahl der erforderlichen Steckvorgänge im Gegensatz zu anderen Leiterplatten.

Auch der Montageprozess ist im Vergleich zu den anderen Schaltungen kürzer.

7.Fähigkeit zur Integration von Keramik-PCB-Baugruppen garantiert eine kleine Packungsgröße

Keramik-Leiterplatten können auch viele elektronische Schaltungen in einem winzigen flachen Stück integrieren. Dadurch können Sie Ihre Keramik-Leiterplatte im Vergleich zu anderen Leiterplatten zu einem kleineren Gehäuse machen.

Diese Integration macht auch keramische Leiterplatten schneller in ihrer Leistung.

8. Parallele Verarbeitungsschichten in Keramik-Leiterplatten sorgen für Kosteneffizienz in dichtem Gehäuse

Mit einer keramischen Leiterplatte sind Sie in der Lage, die Schichten parallel zu verarbeiten. Dies macht es kostengünstig, insbesondere bei dichter Verpackung.

Dies ist anders als bei anderen Leiterplatten, deren Schichten nicht auf die gleiche Weise verarbeitet werden können.

9.Mit 0% Wasseraufnahme ist es einfacher, hermetische Verpackungen zu erreichen

Mit dem Keramikgehäuse haben Sie auch die Möglichkeit, ein hermetisches Gehäuse zu verwenden und so die Keramikplatine luftdicht zu halten. Dies verhindert den Durchgang von Sauerstoff und anderen Gasen.

Es hat auch die Fähigkeit, die Aufnahme von Wasser zu verhindern, falls die Verpackung solchen Bedingungen ausgesetzt ist.

Auch wenn es all diese Vorteile hat, lassen Sie uns auch einige der Herausforderungen bei der Verwendung von keramischen Leiterplatten sehen.

1. Zerbrechlichkeit

Eine Herausforderung, der Sie bei diesen Boards begegnen werden, ist ihre Zerbrechlichkeit. Dieses Attribut begrenzt auch die Größe der Leiterplatte, die Sie herstellen können.

2.Teuer

Bei der Herstellung von keramischen Leiterplatten sind viele Prozesse beteiligt. Zusammen mit den im Prozess verwendeten Materialien werden Sie feststellen, dass dies ein teures Unterfangen ist.

·Einseitige Keramik-Leiterplatte

Eine einseitige Keramikleiterplatte ist eine, bei der die leitfähigen Komponenten auf einer Seite der Platte montiert sind.

Auf der anderen Seite haben Sie die leitfähige Verdrahtung.

Dies ist die einfachste keramische Leiterplatte, die Sie jemals herstellen können.

Sie sind die grundlegendsten; Daher können Sie sie in einigen der einfachsten Geräte verwenden, die Sie herstellen.

·Doppelseitiges Keramik-PCB

Dies sind keramische Leiterplatten mit zwei leitfähigen Schichten. Die leitfähigen Komponenten können somit auf beiden Seiten dieser Leiterplatte montiert werden.

Dadurch ist es möglich, dass sich die Spuren überkreuzen. Auf diese Weise erhalten Sie eine sehr dichte Schaltung, ohne sie unbedingt von einem Punkt zum anderen zu löten.

Sie sind eher im Vergleich zu einseitigen Keramikplatten. Sie können sie daher verwenden, um komplexere Geräte herzustellen.

·Mehrschichtige Keramik-Leiterplatte

Bei doppelseitigen Leiterplatten haben wir nur zwei leitfähige Schichten. Bei mehrschichtigen Keramik-PCBs sind es jedoch mehr als zwei leitende Schichten. Diese Schichten sind in der Mitte des Materials vergraben.

Dies macht sie zu einer der effektivsten keramischen Leiterplatten für komplexe Produkte.

·Leiterplatte aus gemeinsam gebrannter Hochtemperaturkeramik (HTCC).

Hochtemperatur-Co-Firing ist eine traditionelle Methode, die bei der Herstellung verwendet wird. Möglich wird dies durch eine Mischung aus Aluminiumoxid und einem Klebstoff.

Andere Materialien, die dieser Mischung zugesetzt werden, umfassen einen Weichmacher, ein Schmiermittel und ein Lösungsmittel. So entsteht Rohkeramik.

Diese keramischen Leiterplatten werden rollgeformt und mit einer Vorhangbeschichtung versehen. Sie können dann mit der Implementierung der Stromkreisverfolgung auf hochschmelzenden Metallen wie Wolfram und Molybdän fortfahren.

Es durchläuft mehrere komplexe Prozesse, darunter Erhitzen, Schneiden und Laminieren sowie Backen.

Wenn Sie Keramik-Leiterplatten mit Hochtemperatur-Co-Firing herstellen, können Sie kleine Platinen effektiv herstellen. Dies gilt auch für abgeleitete Platinen und Trägerschaltungen.

Bei der Herstellung von großformatigen Platten ist dieses Verfahren niemals effektiv. Vermeiden Sie die Verwendung von bei hoher Temperatur gemeinsam gebrannter Keramik, da diese eine unangemessene Schrumpfungstoleranz aufweist. Sie haben auch eine ungeeignete Verwerfung und normalerweise einen relativ hohen Widerstand der hochschmelzenden Metalle.

·Platine aus gemeinsam gebrannter Niedertemperatur-Keramik (LTCC).

Bei niedriger Temperatur gemeinsam gebrannte keramische Leiterplatten werden normalerweise aus einer Mischung von Kristallglas und Glasverbund hergestellt. Eine weitere Komponente, die der Mischung hinzugefügt wird, ist Nicht-Glas mit Klebstoff.

Sie können die Blatt- und Schaltkreisverfolgung erstellen und dann mit Goldpaste implementieren. Stellen Sie sicher, dass die Goldpaste eine hohe Leitfähigkeit hat.

Nach dem Schneiden und genauen Formen können Sie fortfahren, es in einen oxidierenden Gasofen zu legen. Stellen Sie sicher, dass die Temperatur im Ofen 900 °C beträgt, um das Backen zu ermöglichen.

Mit diesem Verfahren hergestellte keramische Leiterplatten führen zur Produktion von wertvoller Metallpaste.

Dies hilft bei der Stromkreisverfolgung und beim Backen von Leiterplatten. Diese werden so lange durchgeführt, wie kleine Verbesserungen am Dickschichtbacken vorgenommen werden.

Auf der gleichen Grundlage können Sie die Genauigkeit des Produkts und die Toleranz beim Schrumpfen verbessern.

·Dickfilm-Keramik-Leiterplatte

Es gibt zwei alternative dicke Pasten, die auf eine Keramikbasis gedruckt werden können.

Dazu gehören Dickschicht-Goldpaste und ihre Alternative, die dielektrische Paste.

Sie werden bei Temperaturen unter 1000 °C eingebrannt. Obwohl diese Art der Herstellung für großflächige Keramiken am günstigsten ist, wird sie meist vermieden, da Gold teuer ist.

Wenn Sie diese Methode implementieren, ist die resultierende Technologie Dickschichtkupfer. Dies ist die am meisten geschätzte und akzeptierte Keramik-Leiterplatte.

Um eine Oxidation zu verhindern, erfolgt das Backen solcher Keramik-PCBs in Stickstoffgas. Dies ist die wichtigste Überlegung für dieses Produktionsverfahren.

Darüber hinaus erzeugt die Erzeugung im Stickstoffgas für Sie dielektrische Paste. Dies hängt von der Komplexität der mehrschichtigen Verbindungsstruktur ab.

Beschaffung von Keramik-PCB-Komponenten

Der erste Schritt in Beschaffung von keramischen Leiterplattenkomponenten entwickelt ein Stückliste (Stückliste). Dies wird Ihnen helfen, sich an alle Komponenten zu erinnern, die Sie benötigen, sowie an ihre genauen Eigenschaften.

Auf diese Weise vermeiden Sie die Verschwendung von Ressourcen, indem Sie sicherstellen, dass Sie nur für das ausgeben, was benötigt wird.

Nachdem Sie Ihre Stückliste erstellt haben, fahren Sie fort, die besten Hersteller der erforderlichen Komponenten zu identifizieren.

Sie können diese Hersteller online erhalten, indem Sie durch ihre Websites surfen. Auf diese Weise können Sie auch Faktoren wie Kosten, Fachwissen, Erfahrung, Verpackung und Versandmöglichkeiten abwägen.

Basierend auf diesen Faktoren können Sie mit der Auswahl der Hersteller der von Ihnen benötigten Komponenten fortfahren. Wenn Sie vollkommen überzeugt sind, dass Sie den besten Lieferanten gefunden haben, geben Sie jetzt eine Bestellung auf.

Keramische Leiterplattensubstrate

Zu den beliebtesten keramischen Leiterplattenkomponenten gehören die folgenden:

Aluminiumoxid (Al2O3)

Aluminiumoxid ist auch als Tonerde bekannt. Dies ist aufgrund der folgenden Vorteile das beliebteste Material, das Sie für Ihre Keramik-PCB verwenden können:

• Erstens garantiert es Ihnen eine gute elektrische Isolierung.
• Es stellt auch sicher, dass Ihre Keramikplatine übermäßige mechanische Festigkeit mildern kann.
• Aluminiumoxid hat auch eine hervorragende Druckfestigkeit.
• Dieses Material sorgt außerdem dafür, dass Ihre Keramik hart genug ist und eine moderate Wärmeleitfähigkeit garantiert.
• Aluminiumoxid hat auch unübertroffene Korrosions- und Verschleißfestigkeit.
• Es hat hervorragende Gleiteigenschaften und eine geringe Dichte.
• Eine solche Keramik kann auch Temperaturen bis zu 1,500 °C standhalten.
• Dieses Metall ist auch relativ billig.

Sie können Al2O3 von Händlern beziehen.

Aluminiumnitrid (AlN)

Dies ist ein weiteres Keramikmaterial mit Eigenschaften, die Sie sich wünschen werden.

• Es hat eine Kombination aus sehr hoher Wärmeleitfähigkeit und wünschenswerten elektrischen Isolationseigenschaften.
• Außerdem verfügt es über hervorragende Wärmeleitfähigkeitseigenschaften.
• AlN garantiert Ihnen ein hohes elektrisches Isolationsvermögen.
• Es weist auch biaxiale Festigkeit und geringe Wärmeausdehnung auf.

Der Nachteil dieses Metalls ist, dass es teuer ist.

Sie können AlN von autorisierten Händlern beziehen.

BeO

Berylliumoxid, auch bekannt als Berylliumoxid, ist eine anorganische Verbindung.

Es ist ein bemerkenswerter elektrischer Isolator und garantiert Ihnen eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit. Dies ist unter allen anderen Nichtmetallen außer Diamant herausragend.

Auch diese Wärmeleitfähigkeit übertrifft die der meisten Metalle.

Sie können dieses Metall von den Händlern beziehen. Allerdings sollten Sie beachten, dass dieses Metall aufgrund seiner Toxizität umweltschädlich ist.

·Kurze Runde

Mit einem Bohrer-Seitenverhältnis von 18:1 haben Keramik-Leiterplatten eine schnelle Drehung. Dies gibt ihnen einen Vorteil gegenüber anderen PCBs unter der FR4-Klassifizierung.

·Breites Spektrum

Keramische Leiterplatten bieten Ihnen nahezu alle Anforderungen Ihres Geräts an Schichten. Die Leiterplatte kann mindestens eine einzige Schicht haben.

Dies können je nach Ihren Vorgaben bis zu 32 Schichten sein.

·Produktionsmengen

Die maximale Plattengröße sollte bis zu 24 x 40 betragen. Dies entspricht 609.6 x 1016 mm. Dies gibt Ihnen die Möglichkeit, es je nach vorgesehenem Gerät in großen Mengen zu produzieren.

·Blind Buried Vias & Micro-Vias

Ein weiteres Merkmal von keramischen Leiterplatten ist das blinde Vergraben Vias. Die Microvias sind ebenfalls blind und vergraben. Dies unterscheidet es von FR4-Leiterplatten, deren Vias und Microvias freiliegen.

Dickes Kupfer

Dickes Kupfer, das bei der Kontrolle der Impedanz hilft.

Schritt für Schritt Keramik-PCB-Design

Keramische Leiterplatten unterscheiden sich von anderen regulären FR4-Leiterplatten. Daher gibt es einige Überlegungen zu ihrer Gestaltung. Verwenden Sie die folgende Schritt-für-Schritt-Anleitung beim Entwerfen von keramischen Leiterplatten.

Schritt 1: Quelle für Leitermaterial. Dies ist normalerweise Kupfer mit einer Dicke zwischen 0.1 mm und 0.3 mm.

Schritt 2: Stellen Sie sicher, dass Sie die empfohlene Kupferdicke im Vergleich zu Leiterbahnabstand und -breite einhalten. Bei einer Kupferdicke von 0.1 mm sollten Leiterbahnabstand und -breite 0.3 mm betragen; während 0.2 mm Kupfer 0.4 mm Platz und Breite erfordern.

Schritt 3: Achten Sie auf eine ausreichende Arbeitsfläche, die ca. 126 x 176 mm groß sein sollte.

Es gibt zwei Hauptsubstrate, die beim Entwerfen von Keramik-Leiterplatten verwendet werden. Dazu gehören Al2O3 und AlN.

Die Dicke des Substrats sollte 0.25 mm betragen. Dies wird selten verwendet, da es teuer ist.

Sie können die Dicke auch auf 0.38 mm, 0.50 mm, 0.63 mm (Standard), 0.76 mm und 1.0 mm für Al2O3 festlegen. Dennoch können Sie für AlN eine Dicke von 1.27 mm herstellen.

Schritt 4: Stellen Sie nach Erreichen der Substratdicke sicher, dass zwischen Leiterbahn und Plattenkante ein Rand von 0.3 mm verbleibt.

Dies sollte auf jeder Seite der Kupferdicke in Abständen von 0.1 mm erfolgen. Bei 0.2 mm Kupferdicke sollte der Rand 0.4 mm betragen. Stellen Sie bei einer Kupferdicke von 0.3 mm sicher, dass der Rand 0.5 mm beträgt.

Schritt 5: Der nächste Schritt besteht darin, ein Oberflächenfinish durchzuführen. Tun Sie dies mit Nickel. Sie haben auch die Möglichkeit der Aug-Plattierung für die Oberflächenveredelung.

Keramische Leiterplattenherstellung

1. Dünnschichtschaltungsprozess

Zuerst müssen Sie die Ultra-Line-Schaltungsmuster erzeugen, die auf dem Keramiksubstrat gebildet werden. Sie haben mehrere Möglichkeiten, wie Sie dies erreichen können:

• Die erste Möglichkeit ist das Magnetron-Sputtern.
• Sie können auch Musterlithographie durchführen.
• Es besteht auch die Möglichkeit des Trockennassätzens.
• Sie können auch eine galvanische Verdickung durchführen.

Metallisieren Sie die Keramik bei der Dünnschichtverarbeitung im Dünnschichtschaltungsverfahren mit Magnetron-Sputtern.

2. Dickschichtschaltungsprozess

Es stehen Ihnen eine Reihe von Dickschichtschaltungsprozessen zur Verfügung. Die erste davon ist bei hoher Temperatur gemeinsam gebrannte Keramik. Das zweite Verfahren, das Sie erkunden können, ist die bei niedriger Temperatur gemeinsam gebrannte Keramik. Direkt gebondetes Kupfer kann ebenfalls verwendet werden.

Dies sind die erforderlichen Schritte:

• Bohren: Löcher, die Sie mechanisch in die Platte bohren, werden verwendet, um Verbindungsrohre zu erstellen. Diese Verbindungsrohre befinden sich zwischen den Metallschichten.
• Durchkontaktiertes Loch: Nachdem Sie Löcher zwischen die Kupferschichten gebohrt haben, sollten Sie die Zwischenkreise nicht einschalten. Um die Schicht zu leiten, müssen Sie ein Loch an der Wand haben, das die Leitung verbindet.
• Trockenfilmpressen: Hier machen Sie eine lichtempfindliche Schicht.
• Bildübertragung der Innenschicht: Sie können die Belichtung verwenden, um das Bild des Films zu übertragen, den Sie auf die Plattenoberfläche verwenden werden.
• Die Belichtung der äußeren Schicht: Wenn Sie mit dem Anbringen des lichtempfindlichen Films fertig sind, ähnelt die Platte den inneren Schichten. Dieser Fotofilm definiert die Bereiche Ihrer Leiterplatte, die plattiert werden sollten, und diejenigen, die nicht plattiert werden sollten.
• Magnetron-Sputtern: Dadurch wird das Material vom Ausgangsmaterial zum Substrat bewegt, um die Abscheidung des Films zu unterstützen.
• Ätzen – Bildung von Außenlinien: Dies ist ein wesentliches Verfahren für die Herstellung Ihrer Keramikplatten. Es sorgt dafür, dass unerwünschte Materialien durch chemische Reaktionen entfernt werden.

Der Prozess entfernt bestimmte Grafiken. Sie tun dies, um das zu ätzende Kupfer freizulegen.

• Schweißschutzbeschichtung: Der Hauptzweck der Keramikplatine besteht darin, elektronische Komponenten zu tragen und den Zweck der Verbindung zu erreichen.

Nachdem Sie Ihre Leiterplatte fertiggestellt haben, müssen Sie festlegen, wo sowohl elektronische als auch nicht elektronische Komponenten platziert werden.

Sie sollten den Nicht-Montagebereich mit Polymermaterial schützen.

Prototyping ebnet in der Regel den Weg für die eigentliche Bestückung Ihrer Keramikplatine. Verwenden Sie den folgenden Prozess, um Ihren Keramik-PCB-Prototyp zu erstellen.

Wenn Sie beabsichtigen, eine vollständige schlüsselfertige Keramik-Leiterplattenproduktion durchzuführen, benötigen Sie auch einen Prototyp für Design und Fertigung. Die Schritte beim Entwerfen und Herstellen des Prototyps sind so, wie ich sie bereits in den vorangegangenen Abschnitten dieses Handbuchs beschrieben habe.

Aluminiumoxid-Leiterplatte – Foto mit freundlicher Genehmigung: Nano Technology Product Base

Wenn Ihre jedoch einfach zu montieren ist, benötigen Sie beim Prototyping nur die folgenden Schritte.

Schritt 1: Schablonieren der Lötpaste

Fahren Sie fort, um eine Lotpaste auf die Platine aufzutragen. Stellen Sie sicher, dass die Paste mit Flussmittel vermischt ist. Dadurch schmilzt die Paste.

Sie mischen die Paste mit Flussmittel, um sie zum Schmelzen zu bringen. Dies ist für die Verklebung auf der Plattenoberfläche erforderlich.

Das Schablonieren hilft Ihnen dabei, die vorgesehenen Punkte, an denen die Lötpaste aufgetragen wird, zu krümmen

Schritt 2: Pick-and-Place

Verwenden Sie eine Bestückungsmaschine, um die oberflächenmontierten Komponenten zu positionieren. Dies erleichtert die Montage von Komponenten auf der Leiterplatte.

Das Gerät hilft Ihnen effektiv, die keramischen Leiterplattenkomponenten an den vorprogrammierten Stellen zu platzieren.

Schritt 3: Reflow-Löten

Führen Sie die Leiterplatte mit einem Förderband durch einen Reflow-Ofen. Im Ofen befinden sich zahlreiche Heizungen, die dafür sorgen, dass die gesamte Lötpaste schmilzt.

Fahren Sie mit dem Erhitzen Ihrer Keramikplatine fort und reduzieren Sie dann die Temperaturen, um das geschmolzene Lot zu verfestigen. Dadurch werden die SMD-Bauteile fest auf Ihrer Keramikplatine befestigt.

Führen Sie bei doppelseitigen Keramikplatten für jede Seite einen separaten Reflow durch.

Schritt 4: Inspektion und Qualitätskontrolle

Führen Sie eine Inspektion durch, um Fehler in der Platine zu erkennen. Dies ist praktisch, um Fehler mit dem Board aufzudecken, die möglicherweise in früheren Phasen aufgetreten sind.

Sie haben eine Reihe von Prüfmethoden zur Auswahl, darunter manuelle Prüfung, automatische optische Prüfung und Röntgenprüfung.

Schritt 5: Durchsteckkomponenten einsetzen

Wenn Ihr Prototyp Durchgangslochkomponenten vorsieht, fahren Sie mit dem Einsetzen fort.

Verwenden Sie als nächstes das Wellenlötverfahren, um die Komponenten zu löten. Bestimmte Komponenten müssen möglicherweise manuell gelötet werden. Wenn der Prototyp auf beiden Seiten Komponenten haben soll, löten Sie die Komponenten der zweiten Seite manuell, um die bereits gelöteten nicht zu beschädigen.

Schritt 6: Funktionstest

Dies ist die letzte Prototyping-Phase, die Ihre Keramik-Leiterplatte durchlaufen muss. Überprüfen und notieren Sie alle erkannten Probleme.

Wenn der Prototyp zufriedenstellend ist, fahren Sie mit der eigentlichen Montage fort. Andernfalls müssen Sie möglicherweise einen neuen Prototyp erstellen.

a) Beleuchtung

Es ist wichtig, an einem gut beleuchteten Ort zu arbeiten, da die Herstellung von Keramikleiterplatten ein komplexer Prozess ist. Mit einem optisch aufgewerteten Arbeitsraum können Sie Ihre Leiterplatte mit höchster Effizienz fertigen.

b) Stifte und Gabeln

Stellen Sie sicher, dass Sie mit den passenden Stiften und Gabeln in den richtigen Größen arbeiten.

Dies liegt daran, dass diese Leiterplatte zahlreiche kleine Komponenten enthält, die Sie genau zusammenbauen müssen. Es hilft auch sicherzustellen, dass Sie die Komponenten nicht beschädigen.

c) Sicherheitsausrüstung

Sie müssen auch geeignete Sicherheitsausrüstung tragen, um sicherzustellen, dass Sie während des gesamten Prozesses gut geschützt sind.

Um Ihre Augen vor den Dämpfen der verwendeten Säuren zu schützen, tragen Sie eine Schutzbrille. Dies schützt Sie auch vor Partikeln, die während der Herstellung wegfliegen können.

Achten Sie während des gesamten Herstellungsprozesses darauf, dass Sie Handschuhe tragen, um sich vor den schädlichen Säuren und Chemikalien zu schützen. Diese Handschuhe ermöglichen auch eine verbesserte Griffigkeit.

d)Überprüfen Sie die Verbindungen

Stellen Sie sicher, dass die Stromquelle effektiv funktioniert.

Sie sollten auch sicherstellen, dass die Kompatibilität mit der Spannung besteht, die die Leiterplatte benötigt.

Nichtbeachtung kann zu Kurzschlüssen führen. Es besteht auch die Gefahr von Stromschlägen.

e) Korrekte Installation der Komponenten

Als letzte Vorsichtsmaßnahme sollten Sie alle Verbindungen und Installationen der Komponenten überprüfen.

Wenn die Kontakte locker sind, besteht die Wahrscheinlichkeit eines Kurzschlusses. Achten Sie daher darauf, dass alle Komponenten fest auf der Platine sitzen.

Sobald Sie mit dem Zusammenfügen der Schichten fertig sind, ist es unmöglich, die Fehler in den inneren Schichten zu korrigieren. Durch optische Inspektion der Platten können Sie Fehler erkennen.

Das Oberflächenfinish ist eine Beschichtung zwischen den Komponenten und der unbestückten Platine. Es verbessert die Lötfähigkeit und garantiert Schutz über den freigelegten Kupferschaltkreisen.

Um Ihre Keramikplatine lötfähig zu machen, können Sie sie chemisch mit Gold oder Silber plattieren. Die meisten Hersteller bevorzugen aus Kostengründen Silber gegenüber Gold.

Schritt 1: CAD-Check

Der erste Schritt in Ihrem Keramik-PCB-Montageprozess besteht darin, Ihr Layout mit einem Computer Aided Design-System zu überprüfen.

So können Sie Ihre Keramikschaltung auf unvorhergesehene Fehlfunktionen überprüfen. Es hilft Ihnen, alle Designspezifikationen zu überprüfen.

Diese Anwendung hilft Ihnen auch bei der Erkennung fehlender (nicht vorgesehener) Komponenten und redundanter Komponenten.

Diese können sich langfristig negativ auf die Leistung Ihrer Keramikplatine auswirken.

Die Identifizierung dieser Konstruktionsfehler schützt Sie vor finanziellen Verlusten, indem es Ihnen hilft, Fälle von verschrotteten Platinen zu minimieren.

Schritt 2: Eingangsqualitätskontrolle (IQC)

Bevor Sie mit der SMT-Bestückung fortfahren, vergewissern Sie sich, dass alle eingehenden Platinen überprüft wurden.

Es gibt einige Anforderungen, die Sie ermitteln sollten. Überprüfen Sie zuerst die Modellnummer und die Mengen gemäß der Stücklistenliste.

Überprüfen Sie die Form der Platte, ob sie gebrochen oder verformt ist. Sie können auch überprüfen, ob es einen gebrochenen Stift hat oder einer Oxidation ausgesetzt war.

Schritt 3: Lötpastendruck

Bevor Sie die Komponenten auf der Keramikplatine hinzufügen, müssen Sie Lötpaste auf die Bereiche auftragen, die gelötet werden müssen. Legen Sie dabei eine dünne Edelstahlschablone über die Platine.

Dadurch können Sie Lötpaste nur auf die erforderlichen Bereiche auftragen. Dies sind die Grundlagen, auf denen die Komponenten in der kompletten Leiterplatte ruhen.

Eine mechanische Halterung hält sowohl die Leiterplatte als auch die Lötschablone an Ort und Stelle. Der Applikator bringt die Lotpaste in den erforderlichen Mengen auf. Die Paste wird von der Maschine auf die Schablone aufgetragen.

Wenn die Schablone entfernt wird, verbleibt die Lötpaste nur an den vorgesehenen Stellen. Dies ist ein wesentlicher Bestandteil bei der Steuerung des Keramik-Leiterplatten-Montageprozesses.

Schritt 4: Auswählen und platzieren

Nachdem Sie Lötpaste auf die Keramikplatine aufgetragen haben, können Sie mit der Bestückungsmaschine fortfahren. Dadurch werden Oberflächenkomponenten auf der Leiterplatte platziert.

SMDs sind die häufigsten Nicht-Steckverbinder-Komponenten auf Ihrer Keramikplatine. Das Gerät nimmt diese Komponenten mithilfe eines Vakuumgriffs auf und platziert sie auf Ihrer Platine.

Anschließend transportiert er das Bauteil zur Bestückungsstation. An dieser Station wird die Leiterplatte ausgerichtet und die SMDs auf der Leiterplattenoberfläche platziert.

Anschließend werden die Bauteile an den von Ihnen vorprogrammierten Stellen auf der Lötpaste platziert.

Es gibt auch Komponenten, die Sie im Gegensatz zur Verwendung einer Maschine von Hand auf die Oberfläche der Leiterplatte aufbringen können. Solche Bauteile können dann im nächsten Schritt auf die Oberfläche der Keramikplatine gelötet werden.

Schritt 5: Reflow-Löten

Nachdem Sie die Komponenten auf der Keramikplatte platziert haben, stellen Sie sicher, dass Sie sie durch die Reflow-Maschinen schicken.

Dies ist wichtig, da es beim Schmelzen und Erstarren der Lötpaste hilft und somit die Komponenten der Keramikplatine erdet.

Wenn dieser Prozess abgeschlossen ist, bewegt sich die Keramikplatte zu einem Förderband. Dies wird es dann in einen Reflow-Ofen bewegen.

Dieser Ofen besteht aus vielen Heizungen, die die Platine stetig erhitzen und somit das Lötmittel in der Lötpaste schmelzen.

Schritt 6: Inspektion und Qualitätskontrolle

Wenn Sie mit dem Löten der oberflächenmontierten Komponenten nach dem Reflow-Prozess fertig sind, beurteilen Sie die Qualität der Platine.

In einigen Fällen beeinträchtigt der Reflow-Prozess die Verbindungsqualität oder führt sogar zu einem Verbindungsverlust.

Diese Bewegung kann auch zu elektrischen Kurzschlüssen führen. Dies liegt daran, dass falsch platzierte Komponenten manchmal Teile von Schaltungen verbinden können, die ansonsten nicht verbunden werden sollten.

Sie sollten diese Fehler mit einer Reihe von Prüfmethoden überprüfen, darunter:

·Manuelle Kontrollen

Bei kleineren Chargen ist dies möglich. Sie können erwägen, die Dienste eines QC-Inspektors in Anspruch zu nehmen, um zu bestätigen, dass der Reflow-Prozess effektiv war.

Diese Option ist bei einer großen Anzahl von Platinen nicht durchführbar

·Automatische optische Inspektion (AOI)

Dies ist am besten für die Inspektion größerer Chargen von Keramikplatten geeignet. Es verwendet Hochleistungskameras, um die Leiterplatte zu überprüfen.

Die Kameras sind strategisch in verschiedenen Winkeln platziert, von wo aus sie die Lötverbindungen betrachten.

Unterschiedliche Lichtfarben beurteilen die Qualität. Dadurch kann die Inspektionsmaschine minderwertiges Lot erkennen.

AOI macht das sehr schnell.

·Automatisierte Röntgeninspektion (AXI)

Dies ist eine weitere Methode, die Sie zur Inspektion Ihrer Keramikplatte verwenden können. Es wird jedoch nicht allgemein verwendet.

Diese Methode erkennt Fehler, einschließlich Unterbrechungen, Kurzschlüsse und sogar unzureichendes Lot. Es erkennt auch überschüssiges Lot, ausgelassene elektrische Teile und falsch ausgerichtete Komponenten.

Während dieser Inspektion erkennt und behebt AXI die festgestellten Mängel.

Alle Verbindungen werden ebenfalls überprüft, auch die unter dem Chipgehäuse. Bei Keramikplatten ist dies immer noch nützlich, da es Ihnen hilft, durch die unteren Schichten zu sehen. Dies hilft Ihnen, zugrunde liegende Probleme zu erkennen.

Schritt 7: Einsetzen der Durchgangslochkomponente

Einige keramische Leiterplatten enthalten neben den SMDs auch Durchgangslochkomponenten.

Diese Komponenten verwenden die Löcher, um Signale von einer Seite der Platine zur anderen zu übertragen.

Es gibt verschiedene Lötmethoden, die Sie verwenden können Durchgangsloch-PCB-Montage:

·Manuelles Löten

Dies ist ein geradliniger Prozess. Normalerweise fügt eine Person ein Bauteil in einen vordefinierten PTH ein und lötet es ein.

Wenn die erste Person durch ist, bewegt sich das Brett zur nächsten Station. Die zweite Person fügt dann eine andere Komponente ein.

Dieser Zyklus wird fortgesetzt, bis alle Komponenten eingefügt sind.

Dies kann sich je nach Anzahl der betroffenen Komponenten als langwieriger Prozess erweisen. Alle Boards durchlaufen diesen Prozess.

Manuelles Löten funktioniert am besten bei kleinen Bestellungen und wenn nicht viele PTH-Komponenten beteiligt sind.

·Wellenlöten

Dies ist die automatisierte Version des Lötens von PTH-Komponenten. Der Prozess unterscheidet sich von der manuellen Methode.

Wenn Sie die PTH-Komponenten platziert haben, transportieren Sie die Keramikplatte auf einem Förderband.

Anschließend durchläuft es einen Spezialofen. Im Ofen wäscht geschmolzenes Lot die Unterseite der Platine.

Alle Pins werden dann auf einmal an der Unterseite der Platine gelötet.

Bei doppelseitigen Leiterplatten ist diese Methode nicht möglich.

Schritt 8: Schutzbeschichtung

Je nachdem, wofür Sie Ihre Keramik-Leiterplatte entwickeln, benötigen Sie möglicherweise eine konforme Beschichtung.

Dies ähnelt einer dicken Farbe, kann jedoch entweder undurchsichtig oder transparent sein.

Es hilft Ihnen, die Komponenten und die Schaltkreise der Keramikplatine abzudichten. Es verhindert auch, dass Staub, Chemikalien und sogar Feuchtigkeit die Keramik-Leiterplatte angreifen.

Schritt 9: Endkontrolle und Funktionstest

Nach den obigen Schritten fahren Sie fort, die Keramikplatine auf Funktionalität zu überprüfen. Dies ist ein sogenannter Funktionstest.

Der Test analysiert die Keramik-Leiterplatte und simuliert die erwarteten Bedingungen, unter denen sie funktionieren wird.

Führen Sie Strom und simulierte Signale durch die Platine und überwachen Sie dann die elektrischen Eigenschaften der Keramikplatine.

Unzulässige Schwankungen in Bezug auf Spannung, Strom und Signalausgabe zeigen, dass die Keramikplatine die erwarteten Standards nicht erfüllt.

Sie haben die Möglichkeit, ein solches Board entweder zu überarbeiten oder es je nach Schweregrad komplett zu verschrotten.

Schritt 10: Waschen und Trocknen

Der Herstellungsprozess kann mürbe sein. Wenn Sie die Komponenten löten, hinterlässt die Lötpaste wahrscheinlich eine beträchtliche Menge Flussmittel. Die Oberfläche der Platte kann auch durch menschliche Handhabung der Platten kontaminiert werden.

Diese Rückstände können mit einem Edelstahl-Hochdruckwaschgerät entfernt werden. Dies sollte entionisiertes Wasser haben, das am besten zum Entfernen von Rückständen von der Leiterplatte geeignet ist. Dieses Wasser stellt keine Gefahr für das Gerät dar.

Nach dem Waschen müssen Sie einen Schnelltrocknungszyklus durchführen.

Schritt 11: Verpackung und Versand

Nach der Bestückung können Sie mit dem Verpacken Ihrer Keramik-Leiterplatten fortfahren. Ihre Keramikplatte ist versandfertig.

Um sicherzustellen, dass Ihre Keramikleiterplatte von hoher Qualität ist, sind Tests obligatorisch.

Die Bestückungsprozesse, die eine keramische Leiterplatte durchläuft, sind komplex. Dies bringt die Möglichkeit von Defekten mit sich, die von unsachgemäßem Laden von Komponenten bis hin zu Fehlern in der SMT-Ausrüstung reichen.

Daher müssen Sie während des gesamten Produktionsprozesses Tests durchführen. Dies hilft Ihnen, Fehler frühzeitig zu erkennen und angemessen zu beheben.

Es gibt eine ganze Reihe von Testmethoden, die ich bereits in den vorherigen Abschnitten erwähnt habe.

Sichtprüfung der Lotpaste

Wie wir bereits besprochen haben, ist dies eine der besten Methoden, um Probleme früh genug zu erkennen und zu beheben.

Vorteile der visuellen Inspektion von Lötpaste

• Es hilft Ihnen, die Kosten und den Zeitaufwand für die Nachbearbeitung der Keramikplatte zu reduzieren.
• Es minimiert auch die Verschwendung.

Diese Prüfmethode beginnt mit dem Auftragen von Lot.

Sie müssen den korrekten Auftrag der Lötpaste auf den Pads überprüfen. Dadurch können Sie sicherstellen, dass die Komponenten ordnungsgemäß aufgeschmolzen werden.

• Im Wesentlichen hilft Ihnen diese Art von Test, das Passieren von Platinen mit Lötbrücken zu verhindern.
• Es hilft Ihnen auch, offene Stromkreise und zerbrechliche Verbindungen zu erkennen, die störanfällig sind.

Pre- und Post-Reflow-Inspektion

Diese beiden Tests sind gleichermaßen wesentliche Elemente bei der Inspektion Ihrer Keramikleiterplatte zur Qualitätskontrolle.

Mit der Pre-Reflow-Inspektion können Sie Platzierungsfehler erkennen, wenn Sie sie noch leicht korrigieren können. So vermeiden Sie frühzeitig Wiederholungsfehler.

Bauteile von keramischen Leiterplatten und die Platinen selbst sind sehr hitzeempfindlich. Die Erkennung von Fehlern in ihnen in diesem Stadium hilft Ihnen, Schäden und Zerstörungen zu vermeiden.

Alternativ können Sie eine Post-Reflow-Inspektion mit AOI durchführen. Dazu wird im ersten Schritt eine Inspektion aller SMT-Feeder durchgeführt.

Es ist darauf zu achten, dass keine verschlissenen Vakuumdüsen vorhanden sind und die Ausrichtung des Bildverarbeitungssystems stimmt.

Es gibt viele bemerkenswerte Unterschiede zwischen Keramik-Leiterplatten und FR4-Boards. Und insbesondere Keramik-Leiterplatten bieten gewisse Vorteile im Vergleich zu den FR4-Leiterplatten.

Diese Vorteile sind in einigen Anwendungen praktisch.

Es gibt verschiedene Substrate, die bei der Herstellung von keramischen Leiterplatten verwendet werden. Wie wir bereits gesehen haben, gehören dazu Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid und Berylliumoxid.

Sie können auch Siliziumkarbid und Bornitrid in diese Liste aufnehmen. Diese beiden sind auch wirksame keramische Materialien.

Die erste Eigenschaft, die den Unterschied zwischen dem FR4 und den Keramikmaterialien ausmacht, ist die Wärmeleitfähigkeit.

FR4 hat im Vergleich zu keramischen Werkstoffen eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit. Die Leitfähigkeit von FR4 ist im Vergleich zu Aluminiumoxid 20-mal geringer.

Auf der anderen Seite weisen Aluminiumnitrid und Siliziumkarbid eine 100-mal bessere Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu FR4 auf.

Die andere Alternative, Berylliumoxid, hat noch höhere Wärmeleitfähigkeiten.

Bor hat jedoch die beste Wärmeleitfähigkeit.

Bei FR4-Leiterplatten, die hohe thermische Anforderungen stellen, wird die geringe Wärmeleitfähigkeit kompensiert. Möglich wird dies durch die Metallstrukturen, die Wärme transportieren.

Eine Reihe von Strategien wird verwendet, um Wärme sowohl von der Innen- als auch von der Oberflächenschicht abzuleiten.

Für die Schichten auf der Innenseite werden Thermal Vias und Thermal Planes erstellt. Für die Oberflächenschicht werden Kühlelemente wie Ventilatoren und thermische Podeste verwendet.

Wenn Sie Keramikplatten verwenden, müssen Sie diese Elemente nicht erwerben, es sei denn, Sie haben es mit Extremfällen zu tun.

Denn Wärme lässt sich problemlos zu einer Thermenlandung transportieren. Praktisch sind auch die aktive Kühlung und die Geräteverpackung für Keramik.

Wärmeleitende Materialien sind die besten elektrischen Leiter. Dies zeigt sich bei keramischen Leiterplatten.

Die Leitfähigkeit dieser Keramikplatten kann durch Dotierung eingestellt werden. Dies ist die gleiche Methode, die Sie verwenden werden, um den Widerstand der vorgesehenen Keramikwiderstände einzustellen.

Mehrschichtige Keramikplatten

Keramische Mehrschichtplatten weisen viele Vorteile auf. Die garantiert hohe Wärmeleitfähigkeit trägt zur Vermeidung von Hot-Spots bei.

Dies wird sowohl in der Oberfläche als auch in den inneren Schichten der Schaltung verhindert. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Wärme gleichmäßig durch die Platine transportiert wird.

In FR4 werden Sie feststellen, dass auf Metallstrukturen angewiesen ist. Ist dies nicht der Fall, besteht eine Abhängigkeit von aktiver Kühlung.

Außerdem soll dies Wärme von verschiedenen Stellen auf Platinenschichten wegtransportieren. Dies führt zur Bildung von Hotspots in FR4-Leiterplatten.

Bei thermischer Wechselbeanspruchung besteht die Wahrscheinlichkeit, dass FR4-Platten brechen. Dies liegt daran, dass sie Durchkontaktierungen als Zugang zu den inneren Schichten verwenden.

Mismatches sind die Hauptgründe für die Bruchanfälligkeit. Dies liegt daran, dass diese Fehlanpassungen dem Wärmeausdehnungskoeffizienten inhärent sind, der zwischen FR4 und Kupfer besteht.

Infolgedessen wird Spannung entlang der Durchkontaktierungshülse und Stoßverbindungen an den In-Pad-Durchkontaktierungen aufgebaut. Solche Punkte werden geschwächt, was zu Bruchanfälligkeit führt.

Die Konstrukteure müssen scharf genug sein, um diesen Fehler auszuschließen.

Eine höhere Wärmeleitfähigkeit, die sich über die gesamte Keramikplatte ausbreitet, sorgt für eine gleichmäßige Ausdehnung.

Als Ergebnis sind die Durchkontaktierungen in jedem bestimmten Abschnitt der Platine vor der Ausübung hoher Spannungen sicher.

Aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen Festigkeit können Keramikleiterplatten hohen mechanischen Belastungen sowie starken Vibrationen und Stößen standhalten.

Keramische Platten verformen sich im Vergleich zu FR4 unter der gleichen Kraft weniger wahrscheinlich.

Es gibt viele Qualitäten, auf die Sie achten sollten, wenn Sie einen Leiterplattenhersteller in China finden.

• Erfahrung und Professionalität – Längere Zeiträume in der Branche prägen das Know-how in der Herstellung von Keramik-Leiterplatten.
• Die Bearbeitungszeit muss gut in Ihren Arbeitsplan passen.
• Kosten-Die Kosten sollten auch im Vergleich zu den anderen Herstellern relativ fair sein. Sie können dies feststellen, indem Sie sich die Profile anderer Hersteller ansehen.
• Prototyping-Es wird auch wichtig sein, sich für einen Hersteller zu entscheiden, der sowohl den Prototyp als auch die eigentliche Leiterplatte selbst herstellt. Dies ist weniger mühsam im Vergleich dazu, wo Sie den Prototyp anderswo herstellen müssen.
• Ordnungsgemäße Verpackung – Der Hersteller muss die vorgeschriebenen Verpackungsstandards einhalten, um die Sicherheit der Platinen zu gewährleisten. Die Leiterplatten sind zerbrechlich, und die Verpackung muss dies berücksichtigen.
• Versand – Der Hersteller muss in der Lage sein, die Produktsicherheit während des Versands zu gewährleisten. Der Versand muss auch innerhalb akzeptabler Fristen erfolgen.

Keramische Leiterplatten sind aufgrund ihrer vielen bereits erwähnten Stärken beliebt. Nur um Sie daran zu erinnern, wir haben gesagt, dass sie Folgendes haben:

• Hohe Wärmeleitfähigkeit
• Niedriger CTE und kann chemischer Erosion widerstehen
• Niedrige Dielektrizitätskonstante.

Aufgrund dieser Stärken haben keramische Leiterplatten viele Anwendungen, darunter:

Speichermodule – Foto mit freundlicher Genehmigung: CPU World

·Speichermodul

Keramische Leiterplatten können mit hoher Dichte montiert werden. Dadurch kann er bis zu 4 IC-Chips enthalten.

Dies macht es zu einer der zuverlässigsten Leiterplatten für die Herstellung von Speichermodulen.

Speichermodule in Telekommunikationsprodukten können in extremen Umgebungen eingesetzt werden. Sie sind auch widerstandsfähiger gegen Vibrationen und Stöße.

·Empfangs-/Sendemodul

Auch Empfangs- und Sendemodule für Radare in der Kommunikationsindustrie werden aus Keramikschaltungen hergestellt.

Dies liegt daran, dass Aluminiumnitrid eine höhere Wärmeleitfähigkeit und einen niedrigen CTE aufweist. Dies macht das Modul effektiv und zuverlässig beim Empfangen und Senden.

·Mehrschichtige Verbindungsplatine

Keramische PCBs werden auch bei der Herstellung von mehrschichtigen Verbindungsplatinen verwendet. Denn Keramikplatinen sind in der Lage, mehr Bauelemente auf derselben Platinenfläche aufzunehmen.

Dies garantiert die Herstellung anspruchsvollerer Geräte in kleineren Gehäusen, anders als bei der Verwendung von FR4-Boards.

Keramische Leiterplatten haben viele Vorteile gegenüber anderen Leiterplatten, insbesondere aufgrund der Festigkeit des verwendeten Basismaterials. Dies informiert über einige Unterschiede im Herstellungsprozess.

Aufgrund dieser Vorteile verfügen sie in der Regel über stärkere Fähigkeiten und eine bessere Effizienz.

Es ist immer wichtig, das richtige Substrat zu wählen und die besten Lieferanten und Hersteller zu beauftragen. Denn die Bretter sind Unikate und erfordern eine geschickte Handhabung.

Wenn sie genau hergestellt und montiert werden, funktionieren diese Boards hervorragend.