Qu’est-ce qu’un PCB céramique ?
Un PCB céramique est un circuit imprimé qui utilise un matériau de base en céramique. Contrairement aux PCB classiques, qui utilisent souvent des matériaux comme le FR-4 (un composite d’époxy et de fibre de verre tissée), les PCB céramiques utilisent des céramiques thermiquement conductrices telles que l’alumine (Al2O3), le nitrure d’aluminium (AlN) ou l’oxyde de béryllium (BeO). Ces matériaux sont choisis parce qu’ils peuvent supporter de hautes températures et conduisent bien la chaleur.
Quels sont les différents types de PCB céramiques ?
Il existe différents types de PCB céramiques, qui peuvent être classés selon le type de céramique utilisé et la manière dont ils sont fabriqués. Les types les plus courants sont : les PCB en alumine (Al2O3), les PCB en nitrure d’aluminium (AlN) et les PCB en oxyde de béryllium (BeO).
Comparaison des matériaux des PCB céramiques :
| Matériel | Conductivité thermique (W/mK) | Applications typiques |
|---|---|---|
| Alumine (Al2O3) | 24-28 | LEDs, Circuits de puissance |
| Nitrure d’aluminium (AlN) | 170-200 | Applications RF haute fréquence |
| Oxyde de béryllium (BeO) | 250-330 | Militaire et aérospatial |
Comment fabrique-t-on les PCB céramiques ?
1.Technologie à film épais
- Préparation du substrat : Nettoyer le substrat céramique.
- Impression et cuisson : Appliquer des pâtes conductrices, isolantes et résistives sur le substrat en utilisant des techniques de sérigraphie, puis cuire à hautes températures.
2.Technologie à film mince
- Dépôt de matériau : Déposer des matériaux conducteurs sur un substrat céramique propre.
- Patterning : Utiliser la photolithographie pour créer des motifs de circuits, suivi par la gravure.
3.Cuivre lié directement (DBC)
- Liaison de cuivre : Lier directement le cuivre au substrat céramique à haute température et sous atmosphère contrôlée.
- Patterning : Former les motifs de circuits désirés par gravure.
Ce sont les étapes de base pour fabriquer des PCB céramiques en utilisant différentes technologies. Vous choisissez la technologie en fonction de ce que vous avez besoin que la carte fasse, comme résister à de hautes températures, communiquer à hautes fréquences, ou conduire la chaleur.
Les avantages des PCB céramiques
Les PCB céramiques offrent plusieurs avantages par rapport aux PCB traditionnels fabriqués à partir de matériaux comme le FR-4 :
- Meilleure conductivité thermique : Une dissipation efficace de la chaleur maintient les composants plus frais, améliorant la performance et la longévité.
- Plus grande résistance mécanique : Les substrats céramiques sont plus robustes, résistant aux cassures et aux pliages.
- Meilleure isolation électrique : Des propriétés d’isolation électrique supérieures réduisent le risque de courts-circuits et de défaillances électriques.
Le FR-4 est-il en céramique ?
Le FR-4 est un matériau populaire pour les PCB, mais ce n’est pas de la céramique. C’est un stratifié époxy renforcé par fibre de verre, qui n’a pas le même niveau de conductivité thermique ou de résistance à la chaleur que les céramiques.
