A placa de circuito de cerâmica é um tipo de placa de circuito fabricada utilizando material cerâmico como substrato, que possui uma excelente resistência a altas temperaturas, uma elevada força de isolamento e um baixo coeficiente de expansão térmica. Em comparação com os substratos metálicos tradicionais, as placas de circuitos cerâmicos têm um bom desempenho a altas temperaturas, altas pressões e em ambientes agressivos, sendo amplamente utilizadas em eletrónica de potência, embalagens electrónicas, módulos multi-chip e outros domínios.
Vantagens das placas de circuitos cerâmicos
1. Estabilidade em ambientes extremos
Gama de temperaturas de funcionamento: -55°C a 850°C (materiais HTCC)
Resistência do isolamento: ≥15 kV/mm (substratos de Al₂O₃)
CTE: 6,5-8,5 ppm/℃ (compatível com chips Si/SiC)
2. Vantagens do desempenho do material
| Propriedade do material | Substrato de AlN (nitreto de alumínio) | Substrato de Al₂O₃ (96% Alumina) | Substrato BeO (Beryllia) | Norma de medição |
|---|
| Condutividade térmica | 180-220 W/mK | 20-30 W/mK | 250-300 W/mK | ASTM E1461 |
| Constante dieléctrica @1MHz | 8.8 ±0.2 | 9.8 ±0.3 | 6.7 ±0.2 | ASTM D150 |
| Resistência à flexão | 350 MPa | 300 MPa | 250 MPa | ISO 14704 |
| CTE (25-300°C) | 4,5 ppm/°C | 7,2 ppm/°C | 7,5 ppm/°C | ASTM E228 |
| Resistividade de volume | >10¹⁴ Ω-cm | >10¹⁴ Ω-cm | >10¹⁴ Ω-cm | IEC 60093 |
| Temperatura máxima de funcionamento | 850°C | 500°C | 900°C | MIL-PRF-55342 |
3. Caraterísticas da superfície
Rugosidade da superfície: Ra≤0,1μm (polido)
Tolerância dimensional: ±0,1mm (maquinação de precisão)
Processos de fabrico avançados
Processo de película fina (DPC)
Tecnologia de pulverização catódica por magnetrão
Espessura do cobre: 5-20μm
Largura/espaçamento da linha: 30/30μm
Processo de película espessa (DBC/AMB)
Espessura da folha de cobre: 100-300μm
Força de ligação: DBC(15-20MPa) vs AMB(>80MPa)
Temperatura de funcionamento: AMB até 1000°C
Tecnologia de co-combustão
LTCC: Temperatura de sinterização 850-900°C
HTCC: Temperatura de sinterização 1600-1800°C
Precisão do alinhamento das camadas: ±25μm
Domínios de aplicação
Eletrónica de potência: As placas de circuitos cerâmicos são excelentes em eletrónica de potência e podem suportar as exigências dos projectos de circuitos de alta densidade de potência.
Automóvel: Nos sistemas electrónicos para automóveis, as placas de circuitos cerâmicos são utilizadas para um funcionamento fiável em ambientes agressivos, especialmente em condições de temperatura e humidade elevadas.
Aeroespacial: As placas de circuitos cerâmicos são também amplamente utilizadas em aplicações aeroespaciais devido à sua excelente resistência a altas temperaturas e às suas propriedades mecânicas.