
¿Por qué usar placas de circuito cerámico de doble cara?
2025-02-06
Las placas de circuito cerámico de doble cara, también llamadas placas de circuito cerámico de doble capa, son comunes en muchos productos electrónicos utilizados diariamente.mientras que las placas de circuitos cerámicos de doble cara tienen una capa conductora en cada ladoEn comparación con las placas de circuito cerámicas de un solo lado, se agrega una capa adicional de cobre conductor.aumentando así la densidad del circuitoLos componentes electrónicos se pueden soldar en las capas superior e inferior de las placas de circuitos cerámicos.
Las placas de circuitos cerámicos de doble cara ofrecen una solución práctica para el diseño de circuitos porque ofrecen una mayor densidad de circuitos que las placas de circuitos cerámicos de una sola capa,siendo más rentables y fáciles de fabricar que las placas de circuitos cerámicos multicapaSe utilizan ampliamente en diversas aplicaciones electrónicas.
¿Por qué usar placas de circuitos cerámicos de doble cara?El coste de las placas de circuitos cerámicos se ve afectado por la complejidad de su proceso de fabricación, y el número de capas es un factor clave que afecta a la complejidad del diseño y la fabricación.La elección de una placa de circuito cerámico de doble capa puede aportar múltiples beneficios a su electrónica:
•Flexibilidad: ciertas aplicaciones requieren materiales específicos para cumplir con los requisitos medioambientales, como los materiales para aplicaciones de alta frecuencia o los metales para entornos de alta temperatura.Sin embargo, la construcción de tablas multicapa utilizando estos materiales puede ser un reto.
Por otro lado, las placas de circuito cerámicas de doble capa se pueden fabricar utilizando una variedad de materiales.
•Reducción del tamaño: mediante la adición de capas conductoras adicionales, se puede aumentar la densidad del circuito, lo que permite colocar componentes en ambos lados de la placa de circuito cerámico,que permite el uso de placas de circuito de menor tamaño en dispositivos electrónicos.
•Eficacia en términos de costes: la producción de placas de circuitos cerámicos puede estar sujeta a fallos, y el coste de estos fallos puede aumentar.Los fabricantes tienen una amplia experiencia en la producción de placas de circuitos de doble capa, por lo que tienen una menor tasa de fracaso que los diseños más complejos.
•Amplia gama de aplicaciones: las aplicaciones electrónicas avanzadas a menudo requieren una mayor densidad de circuitos.son adecuados tanto para proyectos avanzados como más simples.
•Versatilidad: En algunos circuitos, las placas de circuito cerámicas pueden necesitar una corriente de penetración o fuente, o interactuar con otros dispositivos para transmitir corriente o protegerla.las placas de circuito cerámico de doble cara pueden ser útilesLa capa inferior del tablero puede utilizarse como fuente de tierra, proporcionando una referencia efectiva de tierra y tierra.
Aplicaciones de placas de circuitos cerámicos de doble caraElectrónica de consumo: las placas de circuito cerámicas de doble cara se utilizan ampliamente en la electrónica de consumo debido a su estabilidad, fiabilidad y alta potencia.teléfonos inteligentes y dispositivos de comunicación inalámbrica.
Industria de suministro de energía: las placas de circuito cerámicas de doble cara tienen una estructura para la fácil colocación de piezas, por lo que se utilizan en placas LED, circuitos de energía, circuitos de relé, circuitos de conversión de energía, etc..
Automotriz: en la industria automotriz, las placas de circuito cerámicas de doble cara se utilizan en iluminación de faros de automóviles, sistemas de control de vehículos, sistemas de gestión de motores,y otras aplicaciones automotricesCuentan con una alta potencia, una alta disipación de calor y resistencia al calor, y pueden adaptarse a los cambios de temperatura típicos de los entornos automotrices.
Telecomunicaciones: las placas de circuitos cerámicos de doble cara son críticas en la infraestructura de telecomunicaciones, incluidos los enrutadores, los interruptores y el equipo de red.Apoyan la transmisión de datos y el procesamiento de señales de alta velocidad y, por lo tanto, son esenciales en los sistemas de telecomunicaciones.
Dispositivos médicos: Los dispositivos médicos dependen de placas de circuitos cerámicos de doble cara para aplicaciones como sistemas de monitoreo de pacientes, equipos de diagnóstico y otros instrumentos médicos.Estas placas de circuito garantizan un rendimiento confiable y un control preciso en entornos sanitarios.
En conclusión
En comparación con las placas de circuito cerámicas de un solo lado, no son adecuadas para diseños complejos.las placas de circuito cerámicas de doble cara ofrecen una mayor flexibilidad, pero son más caras y más difíciles de fabricar, por lo que son más adecuados para alimentar dispositivos más complejos que las placas de circuito cerámico de un solo lado.
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¿Por qué tantos diseñadores de PCB eligen el revestimiento de cobre? ¿Es necesario?
2024-12-11
Después de que se haya completado todo el contenido del diseño de PCB, el último paso crítico generalmente se lleva a cabo con la colocación de cobre.
La colocación de cobre es para cubrir el espacio no utilizado en el PCB con la superficie de cobre.indicando que esta zona está cubierta de cobre.
Entonces, ¿por qué se coloca cobre al final? ¿No es posible no pavimentarlo?
Para el PCB, el cobre de colocación tiene muchas funciones, como reducir la impedancia del cable de tierra y mejorar la capacidad antiinterferencia; conectarse al cable de tierra para reducir el área del bucle;y ayuda a disipar el calor, etc.
1La colocación de cobre puede reducir la impedancia del suelo y proporcionar protección de blindaje y supresión de ruido.
Hay muchas corrientes de pico en los circuitos digitales, por lo que es más necesario reducir la impedancia de tierra.
La colocación de cobre puede reducir la resistencia del alambre de tierra aumentando el área de la sección transversal conductora del alambre de tierra.o acortar la longitud del cable de tierra y reducir la inductancia del cable de tierra, reduciendo así la impedancia del cable de tierra; también puede controlar la capacidad del cable de tierra para que el cable de tierra pueda ser El valor de la capacidad de la línea se incrementa adecuadamente,Mejora de la conductividad del cable de tierra y reduce la impedancia del cable de tierra.
Un gran área de tierra o cobre de alimentación también puede desempeñar un papel de blindaje, ayudando a reducir la interferencia electromagnética, mejorar la capacidad antiinterferencia del circuito,y cumplir con los requisitos EMC.
Además, para los circuitos de alta frecuencia, la colocación de cobre proporciona una ruta de retorno completa para las señales digitales de alta frecuencia, reduciendo el cableado de la red de CC,mejorando así la estabilidad y fiabilidad de la transmisión de señales.
2Además de reducir la impedancia del alambre de tierra en el diseño de PCB, la colocación de cobre también se puede utilizar para la disipación de calor.
Como todos sabemos, el metal es un material que es fácil de conducir la electricidad y el calor.los huecos en el tablero y otras áreas en blanco tendrán más componentes metálicos, y el área de superficie de disipación de calor aumentará, por lo que es más fácil para la disipación de calor general de la placa de PCB.El pavimento de cobre también puede ayudar a distribuir el calor de manera uniforme y evitar la creación de zonas calientes localizadas.
Al distribuir uniformemente el calor en toda la placa de PCB, se puede reducir la concentración de calor local, se puede reducir el gradiente de temperatura de la fuente de calor,y la eficiencia de disipación de calor se puede mejorar.
Por lo tanto, en el diseño de PCB, la capa de cobre se puede utilizar para disipar el calor de las siguientes maneras:
Diseñar el área de disipación de calor: de acuerdo con la distribución de la fuente de calor en la placa de PCB, diseñar razonablemente el área de disipación de calor,y colocar suficiente papel de cobre en estas áreas para aumentar la superficie de disipación de calor y la vía de conducción de calor.
Aumentar el grosor de la lámina de cobre: Aumentar el grosor de la lámina de cobre en el área de disipación de calor puede aumentar la trayectoria de conducción de calor y mejorar la eficiencia de disipación de calor.
Diseño de disipación de calor a través de agujeros: diseño de disipación de calor a través de agujeros en el área de disipación de calor para conducir el calor al otro lado de la placa de PCB a través de los agujeros,aumentar la trayectoria de disipación de calor y mejorar la eficiencia de disipación de calor.
Añadir disipadores de calor: añadir disipadores de calor al área de disipación de calor para conducir el calor al disipador de calor,y luego disipar el calor a través de la convección natural o radiadores de ventilador para mejorar la eficiencia de disipación de calor.
3La colocación de cobre puede reducir la deformación y mejorar la calidad de fabricación de PCB.
La colocación de cobre puede ayudar a garantizar la uniformidad del galvanizado, reducir la deformación de la placa durante el proceso de laminación, especialmente para los PCB de doble cara o de múltiples capas,y mejorar la calidad de fabricación de PCB.
Si hay demasiada lámina de cobre en algunas zonas y muy poca en otras, esto dará lugar a una distribución desigual de toda la tabla.
4- satisfacer las necesidades de instalación de dispositivos especiales.
Para algunos dispositivos especiales, como los que requieren puesta a tierra o requisitos especiales de instalación,la colocación de cobre puede proporcionar puntos de conexión adicionales y soporte fijo para mejorar la estabilidad y fiabilidad del dispositivoPor lo tanto, basándose en las ventajas anteriores, en la mayoría de los casos, los diseñadores electrónicos colocarán cobre en la placa de PCB.
En algunos casos, la colocación de cobre puede no ser apropiada o factible.1 Líneas de señal de alta frecuencia: para las líneas de señal de alta frecuencia, la colocación de cobre puede introducir una capacidad e inductancia adicionales, lo que afecta el rendimiento de transmisión de la señal.En circuitos de alta frecuencia, por lo general es necesario controlar el enrutamiento del alambre de tierra para reducir la trayectoria de retorno del alambre de tierra en lugar de recubrir el cobre.el revestimiento de cobre afectará la señal de la parte de la antenaLa colocación de cobre en el área alrededor de la parte de la antena puede causar fácilmente que la señal recogida por señales débiles reciba interferencias relativamente grandes.La señal de la antena es muy estricta para la configuración de parámetros del circuito de amplificaciónPor lo tanto, el área alrededor de la parte de la antena generalmente no está cubierta de cobre.
2 Placas de circuitos de alta densidad: para las placas de circuitos de mayor densidad, la colocación excesiva de cobre puede causar cortocircuitos o problemas de conexión a tierra entre líneas,que afecte al funcionamiento normal del circuitoCuando se diseñan placas de circuitos de alta densidad, es necesario diseñar cuidadosamente el diseño de cobre para garantizar un espacio y aislamiento suficientes entre las líneas para evitar problemas.
③. Disposición de calor demasiado rápida y soldadura difícil: Si los pines de los componentes están completamente cubiertos de cobre, puede causar una disipación de calor demasiado rápida, lo que dificulta la des soldadura y la reparación.Sabemos que el cobre tiene una alta conductividad térmicaPor lo tanto, tanto si se trata de soldadura manual como de soldadura de reflujo, la superficie de cobre conducirá rápidamente calor durante la soldadura, causando que la temperatura del soldador pierda,que afectará a la soldaduraPor lo tanto, el diseño debe tratar de utilizar "pads de flores cruzadas" para reducir la disipación de calor y facilitar la soldadura.
④- Requisitos ambientales especiales: en algunos entornos especiales, tales como altas temperaturas, humedad alta, entornos corrosivos, etc., la lámina de cobre puede dañarse o corroerse,afectando así al rendimiento y la fiabilidad de la placa de PCBEn este caso, es necesario seleccionar los materiales y métodos de procesamiento adecuados de acuerdo con los requisitos ambientales específicos, en lugar de sobreponer el cobre.
⑤- Placas de nivel especial: para placas de nivel especial como las placas de circuitos flexibles y las placas compuestas rígido-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.
En resumen, en el diseño de PCB es necesario elegir adecuadamente el revestimiento de cobre o no de cobre de acuerdo con los requisitos específicos del circuito,requisitos medioambientales y escenarios de aplicación especiales.
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Explique la diferencia entre el sustrato de aluminio y el FR4 en un artículo.
2025-01-02
El sustrato de aluminio es un material basado en material a base de aluminio, con una capa de aislamiento y otras capas conductoras revestidas sobre el material a base de aluminio.que está compuesto de múltiples capas de tela de fibra y resinaEn este artículo se presentarán las diferencias entre los sustratos de aluminio y el FR4 desde la perspectiva de la conductividad térmica, la resistencia mecánica, la dificultad de producción,rango de aplicación y coeficiente de expansión térmica.
El sustrato de aluminio es un material basado en material a base de aluminio, con una capa de aislamiento y otras capas conductoras revestidas sobre el material a base de aluminio.que está compuesto de múltiples capas de tela de fibra y resinaEn este artículo se presentarán las diferencias entre los sustratos de aluminio y el FR4 desde la perspectiva de la conductividad térmica, la resistencia mecánica, la dificultad de producción,rango de aplicación y coeficiente de expansión térmica.
1Conductividad térmicaEl sustrato de aluminio tiene una buena disipación de calor y su conductividad térmica es aproximadamente 10 veces mayor que la del FR4.
2. Resistencia mecánicaLa resistencia mecánica y la dureza de los sustratos de aluminio son mejores que las del FR4 y son más adecuadas para instalar componentes grandes y fabricar placas de circuito impreso de gran superficie.
3Dificultad para hacerLa producción de sustratos de aluminio requiere más pasos de proceso, el proceso de producción es más complicado que el FR4 y el coste de producción es mayor que el FR4.
4Ámbito de aplicaciónLos sustratos de aluminio son adecuados para productos electrónicos de alta potencia como iluminación LED, fuentes de alimentación, convertidores de frecuencia e inversores solares.mientras que el FR4 es adecuado para productos electrónicos de baja potencia como televisores, teléfonos y consolas de juegos electrónicos.
5Coeficiente de expansión térmicaEl coeficiente de expansión térmica del sustrato de aluminio es cercano al de la lámina de cobre y menor que el del FR4, lo que es bueno para garantizar la calidad y la fiabilidad de la placa de circuito.
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¿Cuánto sabe usted sobre el proceso especial de PCB - el proceso de oro de níquel-paladio?
2024-11-27
Entre los procesos de tratamiento de la superficie de las placas de circuitos impresos (PCB), el proceso de níquel-paládio-oro ha atraído mucha atención por su excelente rendimiento y amplia gama de aplicaciones.Este proceso proporciona una garantía fiable para PCB en entornos de aplicación electrónica complejos, garantizando el alto rendimiento y la estabilidad del equipo electrónico.
I. Principios básicos del proceso de aleación de níquel y paladioEl proceso de níquel-paladio-oro es una tecnología de tratamiento de superficie que forma secuencialmente una capa de níquel, una capa de paladio,y una capa de oro en la superficie de cobre de un PCB mediante deposición químicaSu principio se basa en el proceso redox en reacciones químicas.la superficie de cobre del PCB se utiliza como agente reductorBajo la acción de la temperatura específica, el valor del pH y los aditivos, los iones metálicos se reducen gradualmente y se depositan en la superficie del cobre.Los iones de níquel se reducen en la superficie del cobre para formar una capa de níquelEl papel de la capa de níquel es proporcionar una base plana, uniforme y de buena adhesión, y también proporcionar cierta protección para la subsecuente capa de paladio y la capa de oro.Los iones de paladio se reducen y se depositan en la capa de níquel para formar una capa de paladioLa capa de paladio tiene una buena resistencia a la corrosión y sirve como capa de transición entre la capa de oro y la capa de níquel.Puede prevenir eficazmente la oxidación de la capa de níquel y mejorar la calidad de la capa de oroPor último, los iones de oro se reducen en la capa de paladio para formar una capa de oro.garantizar que las partes de conexión del PCB puedan ser estables durante el montaje y el uso del equipo electrónicoFunciona confiablemente.
II. Proceso de funcionamiento del proceso níquel-paladio-oro
(1) Preprocesamiento.Antes de proceder con el proceso de níquel-paladio-oro, el PCB debe ser preprocesado a fondo, lo que incluye pasos como desengrasamiento, micro-grabación y pre- remojo.El desengrasamiento consiste en eliminar las manchas de aceite y las impurezas en la superficie del PCB.Los desengrasantes alcalinos se utilizan generalmente para emulsionar las manchas de aceite y separarlas de la superficie del PCB mediante remojo o pulverización.El micro-grabar utiliza una solución ácida para grabar ligeramente la superficie de cobre para eliminar la capa de óxido en la superficie de cobre, activar la superficie de cobre, y aumentar la fuerza de unión con el revestimiento posterior.El paso previo al remojo consiste en sumergir el PCB en una solución similar a la solución de revestimiento químico, pero que no contiene iones metálicosEl objetivo es evitar que el PCB introduzca humedad o impurezas en la solución de revestimiento químico, lo que afecta a la estabilidad de la solución de revestimiento y a la calidad del recubrimiento.
(2) Plastificación con níquel sin electro.El PCB pre-tratado entra en el baño de níquel sin electro. La solución de níquel sin electro contiene sales de níquel (como sulfato de níquel), agentes reductores (como hipofosfito de sodio),los tampones, estabilizadores y otros ingredientes, en condiciones adecuadas de temperatura (generalmente 80 - 90°C) y pH (aproximadamente 4,5 - 5,5)Los iones de níquel se reducen y se depositan en la superficie del cobre para formar una capa de níquelDurante el proceso de revestimiento con níquel, se deben controlar estrictamente parámetros como la temperatura, el valor del pH, la concentración de iones de níquel y la velocidad de agitación de la solución de revestimiento.Una temperatura demasiado alta puede hacer que la solución de revestimiento se descomponga, y una temperatura demasiado baja hará que la velocidad de deposición sea demasiado lenta; un valor de pH inadecuado afectará la velocidad de deposición del níquel y la calidad del revestimiento;La concentración insuficiente de iones de níquel causará un espesor de revestimiento desigual.La velocidad de agitación es muy baja, y una velocidad de agitación demasiado rápida o excesiva afectará a la tasa de deposición de níquel y a la calidad del revestimiento.El espesor de la capa de níquel se controla generalmente en 3 - 5 μm, que se consigue controlando el tiempo de niquelado.
(3) Revestimiento de paladio sin electroDespués de completar el revestimiento de níquel sin electro, el PCB entra en el baño de revestimiento de paladio sin electro.La solución de revestimiento de paladio sin electro contiene sales de paladio (como el cloruro de paladio)La deposición de la capa de paladio también requiere un control preciso de los parámetros del proceso, como la temperatura, el valor del pH, la concentración de iones de paladio, etc.La temperatura para el revestimiento de paladio es generalmente de entre 40 y 60 °C y el pH es de alrededor de 8 a 9. El espesor de la capa de paladio es relativamente delgado, generalmente entre 0,05 y 0,2 μm. Juega un papel clave en todo el proceso, no sólo protegiendo la capa de níquel de la oxidación, sino también protegiendo la capa de níquel de la oxidación.pero también proporcionando una buena base de adhesión para la capa de oro.
(4) Revestimiento químico con oro.El revestimiento de oro sin electro es el paso final en el proceso de revestimiento de oro de níquel y paladio.El líquido de ornamentación sin electro contiene sales de oro (como el cianuro de oro de potasio o las sales de oro sin cianuro)El proceso de revestimiento de oro se lleva a cabo a temperaturas más bajas (aproximadamente 25 - 35 °C) y suele tener un pH de 4 - 6.El espesor de la capa de oro varía según los diferentes requisitos de aplicaciónLa función principal de la capa de oro es proporcionar una excelente conductividad, solderabilidad y resistencia a la oxidación.garantizar el rendimiento de las conexiones eléctricas y la estabilidad a largo plazo de los PCB de los equipos electrónicosDurante el proceso de platado de oro, se debe prestar especial atención a la concentración de sal de oro y al control del tiempo de platado de oro para obtener una capa de oro uniforme y densa.
(5) Postratamiento.Después de que se completa el revestimiento químico con oro, el PCB debe ser postprocesado.La limpieza consiste en eliminar la solución de revestimiento restante y las impurezas en la superficie del PCB.Se utiliza un proceso de limpieza en varias etapas, como enjuagar primero con agua limpia y luego con agua desionizada para garantizar que la superficie del PCB esté limpia.El secado consiste en secar el PCB limpio a baja temperatura, ambiente de baja humedad para evitar la oxidación del revestimiento y las manchas residuales de agua.
III. Ventajas del proceso níquel-paladio-oro
(1) Buen rendimiento de soldadura.
La capa de oro tiene una excelente solderabilidad. Durante el proceso de ensamblaje de equipos electrónicos, ya sea que se utilice soldadura por reflujo, soldadura por onda o soldadura manual, la capa de oro tiene una excelente soldadura.Los PCB tratados con oro níquel-paladio pueden lograr buenos efectos de soldaduraEn comparación con el proceso de chapa de estaño tradicional, el proceso de níquel-paladio puede mantener un rendimiento de soldadura estable durante múltiples procesos de soldadura.reducir la aparición de defectos de soldadura como la soldadura falsa y la soldadura continua, y mejorar la tasa de cualificación de producción y la fiabilidad de los equipos electrónicos.
(2) Excelente resistencia a la corrosión
La combinación de capas de níquel, paladio y oro proporciona al PCB una fuerte protección contra la corrosión.ácido y alcalino, el revestimiento de níquel-paladio-oro puede prevenir eficazmente la oxidación y la corrosión del cobre y prolongar la vida útil de los PCB.Esto es particularmente importante para algunos equipos electrónicos que se utilizan al aire libre o en entornos industriales durante mucho tiempo., tales como equipos de estación base de comunicaciones, paneles de control industriales, etc.
(3) Alta fiabilidad y estabilidad
La estructura de revestimiento formada por el proceso de níquel-paládio-oro es densa y uniforme, y tiene una fuerte adhesión con la superficie de cobre.puede garantizar la estabilidad de la transmisión de la señal y la fiabilidad de las conexiones eléctricasLa existencia de la capa de paladio resuelve efectivamente el problema de que la capa de níquel se oxida fácilmente y hace que la capa de oro se caiga.mejora la estabilidad de todo el sistema de recubrimiento, y reduce las fallas de los equipos electrónicos causadas por fallas en el recubrimiento.
(4) Adaptarse a una variedad de aplicaciones electrónicas
Debido a su buen rendimiento integral, el proceso níquel-paladio es adecuado para varios tipos de equipos electrónicos, incluidos los electrónicos de consumo, los equipos de comunicación, los ordenadores,electrónica para automóviles, electrónica médica y otros campos, ya sean circuitos digitales de alta velocidad, circuitos analógicos de alta frecuencia o circuitos de alta potencia,Los PCB tratados con aleación de níquel-paladio pueden cumplir con sus estrictos requisitos de tratamiento de superficie.
IV. Escenarios de aplicación del proceso níquel-paladio
(1) El campo de la electrónica de consumo.En los productos electrónicos de consumo como teléfonos inteligentes, tabletas y ordenadores portátiles, el rendimiento y la fiabilidad de los PCB afectan directamente a la calidad y la experiencia del usuario del producto.La tecnología de níquel-paladio se utiliza ampliamente en las placas base, pequeñas placas y PCB de varios módulos funcionales de estos productos.después de que las piezas de soldadura de los chips y las interfaces de los conectores de las placas base de los teléfonos móviles hayan sido tratadas con tecnología de níquel-paladio, se puede lograr una soldadura de alta precisión, lo que garantiza una transmisión rápida y precisa de la señal y, al mismo tiempo, mejora la resistencia a la corrosión de la placa base en el uso diario.Prolonga la vida del teléfono móvil.
(2) Equipo de comunicación
Los equipos de las estaciones base de comunicación, los módulos de comunicación 5G, los equipos de comunicación óptica, etc., tienen requisitos extremadamente elevados para los 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 operationEn el PCB del módulo de RF del equipo de la estación base, el revestimiento de níquel-paladio-oro puede garantizar la integridad de la señal de RF durante la transmisión, reducir la atenuación y reflexión de la señal,y al mismo tiempo, evita eficazmente la corrosión y la oxidación de los PCB en ambientes exteriores hostiles, garantizando la comunicación.
(3) El campo informático.Las placas base de los ordenadores, las tarjetas gráficas, las placas base de los servidores, etc., son importantes áreas de aplicación para el proceso de níquel-paladio.una gran cantidad de datos deben ser transmitidos entre varios componentes de la placa baseEl PCB tratado con tecnología de níquel-palladio puede proporcionar conexiones eléctricas de baja impedancia para garantizar una transmisión de datos eficiente.en equipos que funcionan continuamente durante mucho tiempo, como los servidores, la resistencia a la corrosión y la estabilidad del revestimiento de níquel y paladio pueden garantizar que el PCB funcione de manera fiable en ambientes de sala de computadoras de alta temperatura y alta humedad,reducción de los costes de mantenimiento del equipo.
(4) El campo de la electrónica automotriz.
Con la mejora continua de la electrónica del automóvil, los PCB en los sistemas electrónicos del automóvil se enfrentan a entornos de trabajo más complejos y duros.Aplicación de la tecnología del níquel-paladio en PCB como las unidades de control de motores de automóviles (ECU), sistemas de entretenimiento en el vehículo y sistemas de control de bolsas de aire pueden mejorar la resistencia del PCB a las vibraciones y impactos, y al mismo tiempo,puede proteger el PCB de la humedad y la humedad encontradas durante el funcionamiento del automóvilEn el entorno de contaminación por petróleo, ácido y alcalino, etc., mantiene un buen rendimiento eléctrico y fiabilidad para garantizar la conducción segura del automóvil.
(5) El campo de la electrónica médica.
Los equipos electrónicos médicos, como los electrocardiógrafos, los medidores de glucosa en sangre, los monitores médicos, etc., tienen requisitos extremadamente elevados en cuanto a la seguridad y fiabilidad de los PCB.El PCB procesado por el proceso de níquel-paladio-oro puede cumplir con los requisitos para el uso de equipos médicos en ambientes esterilizados y húmedos, evitar que la precipitación de iones de cobre cause daños al cuerpo humano y garantizar la exactitud y estabilidad de la transmisión de la señal durante el funcionamiento a largo plazo del equipo. , proporcionando un apoyo técnico fiable para el diagnóstico y tratamiento médicos.
5Los retos y las contramedidas que enfrenta el proceso de níquel-paladio-oro
(1) Alto coste del proceso.
El coste de producción del proceso níquel-paladio-oro es relativamente alto debido al uso de reactivos químicos caros como sales de níquel, sales de paladio y sales de oro,así como requisitos estrictos para el equipo de proceso y el control ambientalPara reducir los costes, podemos partir de los siguientes aspectos: primero, optimizar la fórmula de solución de chapa,Mejorar la tasa de utilización de los iones metálicos y reducir el consumo de reactivos químicos mediante el desarrollo de nuevos agentes complejos, reducción de agentes y otros ingredientes; en segundo lugar, mejorar los equipos de proceso,utilizar equipos con un alto grado de automatización y una alta tasa de reciclaje de la solución de revestimiento para mejorar la eficiencia de la producción y reducir los costes operativos del equipoEn tercer lugar, establecer relaciones de cooperación a largo plazo con los proveedores para lograr precios de compra de materias primas más favorables.al mismo tiempo que se refuerza la gestión interna de los costes y el control de la producción.
(2) Alta presión ambiental
Algunos reactivos químicos utilizados en el proceso de oxidación del níquel y el paladio, como el cianuro de oro de potasio, etc., presentan cierta toxicidad y son potencialmente perjudiciales para el medio ambiente y la salud humana.Además, las aguas residuales generadas durante el proceso de revestimiento químico contienen una gran cantidad de iones metálicos y agentes químicos, que requieren un tratamiento ambiental estricto.Para hacer frente a las presiones ambientales, por un lado, podemos desarrollar y promover procesos de níquel-paládio-oro libres de cianuro,y utilizar materiales respetuosos con el medio ambiente como sales de oro sin cianuro para reemplazar los reactivos químicos tóxicos tradicionalesPor otro lado, podemos establecer un sistema completo de tratamiento de aguas residuales y utilizar la precipitación química, el intercambio iónico, la separación por membrana y otras tecnologías para tratar las aguas residuales.para que las aguas residuales tratadas cumplan las normas nacionales de emisiones ambientalesAl mismo tiempo, reforzaremos la gestión ambiental de la empresa, mejoraremos la conciencia ambiental de los empleados,y garantizar que las medidas de protección del medio ambiente en el proceso se implementan eficazmente.
(3) El control del proceso es difícil
El proceso de niquel-paladio-oro implica múltiples etapas de deposición química. Los parámetros del proceso de cada etapa están interrelacionados y tienen un gran impacto en la calidad del recubrimiento,como la temperaturaEl valor del pH, la concentración de iones metálicos, la velocidad de agitación, etc. Para lograr recubrimientos estables y de alta calidad se requiere un control preciso de estos parámetros de proceso.Con el fin de resolver el problema del difícil control del proceso, se pueden utilizar sistemas de control automatizados avanzados para controlar y ajustar automáticamente la temperatura, el valor del pH, la concentración y otros parámetros de la solución de chapa en tiempo real; 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; al mismo tiempo, mejorar el nivel técnico y las capacidades de gestión de procesos de los operadores,y permitir a los operadores dominar los puntos de control de los parámetros del proceso y los métodos para hacer frente a los problemas del proceso mediante la formación y la acumulación de experiencia. En resumen, el proceso de níquel-paladio-oro en el proceso especial de PCB juega un papel insustituible e importante en el campo de la fabricación electrónica moderna.Aunque se enfrentan a desafíos como los altos costes, la alta presión sobre la protección del medio ambiente y el difícil control de los procesos, con la continua innovación y el avance de la tecnología, a través de diversos esfuerzos como la optimización de los procesos,desarrollo de nuevos materiales, reforzar las medidas de protección del medio ambiente y mejorar los niveles de gestión de los procesos,La tecnología del níquel y el paladio continuará ejerciendo sus ventajas en la futura fabricación de equipos electrónicos., que garantiza el alto rendimiento, la alta fiabilidad y la larga vida útil de los equipos electrónicos.
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¿Cuánto sabes sobre placas de circuitos impresos de cerámica?
2024-11-12
1. El desarrollo de las placas de circuitos cerámicos.
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 industryLos semiconductores de segunda generación, representados por el arseniuro de galio (GaAs) y el fosfuro de indio (InP), se utilizan principalmente en el campo de las comunicaciones para producir microondas de alto rendimiento.dispositivos de onda milimétrica y de emisión de luzEn la actualidad, la industria de la información se ha convertido en una industria de la información, en la que se han establecido las bases para la industria de la información.que dificultan el cumplimiento de los requisitos de uso de alta frecuencia, alta temperatura, alta potencia, alta eficiencia energética, resistencia a ambientes hostiles, y peso ligero y miniaturización.Los materiales semiconductores de tercera generación representados por el carburo de silicio (SiC) y el nitruro de galio (GaN) tienen las características de una gran brecha de banda, alta tensión de ruptura crítica, alta conductividad térmica y alta velocidad de deriva de saturación del portador.y tienen amplias perspectivas de aplicación en la iluminación de semiconductores, la electrónica automotriz, las comunicaciones móviles de nueva generación (5G), la nueva energía y los vehículos de nueva energía, el transporte ferroviario de alta velocidad, la electrónica de consumo y otros campos.Se espera que las perspectivas de aplicación puedan romper el cuello de botella de la tecnología tradicional de semiconductores, complementan las tecnologías de semiconductores de primera y segunda generación y tienen un importante valor de aplicación en dispositivos optoelectrónicos, electrónica de potencia, electrónica automotriz,Aeronáutica y otros camposCon el surgimiento y la aplicación de semiconductores de tercera generación, los dispositivos semiconductores se están desarrollando gradualmente en la dirección de alta potencia, miniaturización, integración y multifunción.que también establece requisitos más exigentes para el rendimiento de los sustratos de embalajeLas placas de circuito cerámico tienen las características de alta conductividad térmica, buena resistencia al calor, bajo coeficiente de expansión térmica, alta resistencia mecánica, buen aislamiento,resistencia a la corrosión, resistencia a la radiación, etc., y se utilizan ampliamente en el embalaje de dispositivos electrónicos.
2Clasificación técnica de los circuitos cerámicos Los circuitos cerámicos incluyen sustratos cerámicos y capas de circuitos metálicos.
En el caso de los envases electrónicos, el sustrato de envasado desempeña un papel clave en la conexión de los canales de disipación de calor internos y externos,y tiene funciones tales como interconexión eléctrica y soporte mecánicoLas cerámicas tienen las ventajas de una alta conductividad térmica, buena resistencia al calor, alta resistencia mecánica y bajo coeficiente de expansión térmica.Es un material de sustrato comúnmente utilizado para el embalaje de dispositivos de semiconductores de potenciaSegún diferentes principios y procesos de preparación, los sustratos cerámicos actualmente comúnmente utilizados se pueden dividir en sustrato cerámico de película fina (TFC), sustrato cerámico de impresión gruesa (TPC),y sustrato cerámico de cobre directamente unido (DBC), sustrato cerámico de cobre directamente revestido (DPC), etc.En este artículo se analizan las propiedades físicas de los materiales de sustrato cerámico de uso común (incluido Al2O3En la actualidad, el estudio se centra en la introducción de los principios de preparación, los flujos de proceso y las características técnicas de varios sustratos cerámicos.
2.1 Placas de circuitos cerámicos de película delgada
La placa de circuito cerámico de película delgada (TFC), también conocida como circuito de película delgada, generalmente utiliza un proceso de pulverización para depositar directamente una capa metálica en la superficie del sustrato cerámico,y utiliza fotolitografía, desarrollo, grabado y otros procesos para moldear la capa de metal en circuitos... Debido a que el TFC utiliza fotoresistentes de alta precisión como el material fotoresistente,combinado con tecnología de fotolitografía y grabado, la característica distintiva de TFC es la alta precisión de patrón, como el ancho de línea / ancho de hendidura inferior a 10 μm.con una capacidad de transmisión superior a 50 W,Tiene una amplia gama de parámetros de componentes, alta precisión y buenas características de temperatura y frecuencia. Puede trabajar en la banda de ondas milimétricas y tiene un alto nivel de integración.Debido a su pequeño tamaño, el producto se utiliza principalmente en dispositivos de corriente pequeña en el campo de las comunicaciones.el propio TFC es de pequeño tamaño y tiene una alta densidad de componentesPor lo tanto, existen requisitos de precisión y consistencia muy altos para el diseño de circuitos, el patrón de sustrato y película.
2.2 Placas de circuitos cerámicos de película gruesa
El sustrato TPC puede prepararse recubrindo el estiércol metálico sobre el sustrato cerámico mediante serigrafía, secado y sinterización a alta temperatura.Dependiendo de la viscosidad del estiércol metálico y del tamaño de la malla de la pantalla, el espesor de la capa de circuito metálico preparado es generalmente de 10 μm ~ 20 μm. Debido a las limitaciones del proceso de serigrafía,Los sustratos TPC no pueden obtener líneas de alta precisión (el ancho mínimo de línea/el espaciamiento entre líneas es generalmente superior a 100 μm)Además, con el fin de reducir la temperatura de sinterización y mejorar la resistencia de unión entre la capa metálica y el sustrato cerámico,una pequeña cantidad de fase de vidrio se añade generalmente al estiércol metálico, lo que reducirá la conductividad eléctrica y térmica de la capa metálica.Los sustratos de TPC solo se utilizan en el embalaje de dispositivos electrónicos (como la electrónica automotriz) que no tienen altos requisitos de precisión del circuito..
2.3 Enlace directo al sustrato cerámico
Para preparar el sustrato cerámico DBC, primero se introduce el elemento oxígeno entre la lámina de cobre (Cu) y el sustrato cerámico (Al2O3 o AN),y luego se forma la fase eutéctica CuO a unos 1065°C (el punto de fusión del cobre metálico es 1083°C)La película y la lámina de cobre reaccionan para generar CuAlO2 o Cu(AO2) 2, logrando un enlace eutéctico entre la lámina de cobre y la cerámica.Porque la cerámica y el cobre tienen buena conductividad térmica, y la fuerza de unión eutéctica entre la lámina de cobre y la cerámica es alta, el sustrato DBC tiene una alta estabilidad térmica y se ha utilizado ampliamente en diodos bipolares aislados (GBT),Los láseres (LD) y los fotovoltaicos enfocados (CPV) y otros dispositivos se están empaquetando para disipar el calorLa lámina de cobre de sustrato DBC tiene un grosor grande (generalmente 100μm-600μm), que puede satisfacer las necesidades de aplicaciones de envasado de dispositivos en entornos extremos como altas temperaturas y alta corriente.Aunque los sustratos DBC tienen muchas ventajas en aplicaciones prácticas, la temperatura eutéctica y el contenido de oxígeno deben controlarse estrictamente durante el proceso de preparación, lo que requiere un equipo y un control de proceso altos, y el costo de producción también es alto.Además, debido a la limitación del grabado de cobre grueso, es imposible preparar una capa de circuito de alta precisión.El tiempo de oxidación y la temperatura de oxidación son los dos parámetros más importantes.. Después de que la lámina de cobre está preoxidada, la interfaz de unión puede formar suficiente fase CuxOy para humedecer la cerámica Al2O3 y la lámina de cobre, y tiene una alta resistencia a la unión;si la lámina de cobre no está preoxidada, la humedecibilidad de CuxOy es pobre, y la interfaz de unión será Un gran número de huecos y defectos permanecen, reduciendo la fuerza de unión y la conductividad térmica.Para la preparación de sustratos DBC con cerámica AlN, el sustrato cerámico debe ser preoxidado para formar primero una película de Al2O3, y luego reaccionar con la lámina de cobre para producir una reacción eutéctica.Xie Jianjun y otros utilizaron la tecnología DBC para preparar sustratos cerámicos Cu/Al2O3 y Cu/AlNLa fuerza de unión entre la lámina de cobre y la cerámica AlN superó los 8 N/mm. Entre la lámina de cobre y la AlN había una capa de transición de 2 μm de espesor.Sus componentes eran principalmente Al2O3 y CuAlO2Y el Cu2O.
2.4 Galvanizado directo de sustratos cerámicos
El proceso de preparación del sustrato cerámico DPC es el siguiente: en primer lugar, se utiliza un láser para preparar a través de agujeros en el sustrato cerámico (las aberturas son generalmente de 60 μm ~ 120 μm),y luego las ondas ultrasónicas se utilizan para limpiar el sustrato cerámico; se utiliza la tecnología de pulverización por magnetrones para depositar una capa de semilla metálica en la superficie del sustrato cerámico (Ti/ Cu),Luego completar la producción de la capa de circuito a través de la fotolitografía y el desarrollo; utilizar galvanoplastia para llenar los agujeros y espesar la capa de circuito metálico, y mejorar la solderabilidad y la resistencia a la oxidación del sustrato mediante tratamiento de superficie,y finalmente quitar la película seca y grabar la capa de semilla para completar la preparación del sustratoEl extremo delantero de la preparación del sustrato cerámico DPC utiliza tecnología de microprocesamiento de semiconductores (revestimiento por pulverización, fotolitografía, desarrollo, etc.),y la parte posterior utiliza la tecnología de preparación de placas de circuito impreso (PCB) (graphic plating)Las características específicas incluyen: (1) El uso de la tecnología de micro mecanizado de semiconductores,los circuitos metálicos en el sustrato cerámico son más finos (el ancho de línea/el espacio entre líneas puede ser tan bajo como 30μm~50μm, en relación con el grosor de la capa del circuito), por lo que el sustrato DPC es muy adecuado para aplicaciones con requisitos de precisión de alineación más altos.(2) Utilizando la perforación láser y la tecnología de relleno de agujeros de galvanizado para lograr la interconexión vertical en la superficie superior/inferior del sustrato cerámico, puede lograrse un embalaje tridimensional e integración de dispositivos electrónicos, y el volumen del dispositivo puede reducirse;(3) El crecimiento de electroplataje se utiliza para controlar el grosor de la capa del circuito (generalmente 10μm~100μm), y la rugosidad superficial de la capa del circuito se reduce mediante molienda para satisfacer los requisitos de embalaje de los dispositivos de alta temperatura y alta corriente;(4) El proceso de preparación a baja temperatura (por debajo de 300°C) evita daños a altas temperaturas en los materiales del sustrato y las capas de circuito metálico se ven afectadas negativamente.En resumen, el sustrato DPC tiene las características de una alta precisión de patrón e interconexión vertical, y es una verdadera placa de circuito cerámico.La fuerza de unión entre la capa de circuito metálico y el sustrato cerámico es la clave para afectar la fiabilidad del sustrato cerámico DPCDebido a la gran diferencia en el coeficiente de expansión térmica entre el metal y la cerámica, con el fin de reducir la tensión de la interfaz,es necesario añadir una capa de transición entre la capa de cobre y la cerámicaLa fuerza de unión entre la capa de transición y la cerámica se basa principalmente en la adhesión por difusión y la unión química.metales con mayor actividad y buena difusividad como el Ti, Cr y Ni a menudo se seleccionan como la capa de transición.
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