Жоғары температураны қолдану үшін керамикалық платаларды жобалау

Бұл блог жазбасында біз инженерлер мен дизайнерлер керамикалық платалардың сәтті дизайны мен өнімділігін қамтамасыз ету үшін есте сақтауы керек кейбір негізгі ойларды талқылаймыз.

Соңғы жылдары керамикалық платалар керемет ыстыққа төзімділігі мен сенімділігі арқасында назар аударды. Керамикалық басып шығарылған схемалар (ПХД) ретінде де белгілі, бұл тақталар әдетте жоғары температура қолданбаларында кездесетін төтенше температураларға төтеп беру үшін арнайы жасалған. Аэроғарыштық және автомобиль өнеркәсібінен бастап электр электроникасы мен жарықдиодты жарықтандыруға дейін керамикалық схемалар ойынды өзгертуші болып шықты. Дегенмен, жоғары температура қолданбалары үшін керамикалық схемалық платаларды жобалау бірнеше факторларды мұқият қарастыруды талап етеді.

1. Материалды таңдау: Керамикалық материалды дұрыс таңдау жоғары температураға төзімді платаларды жобалау үшін өте маңызды.Алюминий оксиді (Al2O3), алюминий нитриді (AlN) және кремний карбиді (SiC) сияқты керамикалық материалдар тамаша жылу өткізгіштік пен электрлік оқшаулауды көрсетеді. Сондай-ақ оларда төмен термиялық кеңею бар, бұл температураның шамадан тыс ауытқуы салдарынан схемалық платалардың жарылуын немесе деформациялануын болдырмайды. Керамикалық материалды дұрыс таңдай отырып, дизайнерлер жоғары температуралы ортада өздерінің схемалық платаларының сенімділігі мен ұзақ қызмет ету мерзімін қамтамасыз ете алады.

2. Жылумен басқару: Жоғары температура электрондық компоненттердің жұмысына теріс әсер етуі мүмкін.Қызып кету қаупін азайту үшін керамикалық платалардың дизайнына дұрыс жылуды басқару әдістерін енгізу керек. Бұған жылуды тиімді тарату үшін жылытқыштарды, желдеткіштерді және салқындату төсеніштерін пайдалану кіреді. Термиялық модельдеу және тестілеу ықтимал ыстық нүктелерді анықтауға және тақтаның жылу өнімділігін оңтайландыруға көмектеседі.

3. Құрамдас бөліктерді орналастыру: компоненттерді керамикалық платаға орналастыру оның температураға төзімділігіне айтарлықтай әсер етеді.Жылу концентрациясын барынша азайту және бүкіл тақтада біркелкі таралуын қамтамасыз ету үшін жоғары қуатты компоненттер стратегиялық түрде орналасуы керек. Жылудың жақсы таралуы үшін құрамдас бөліктер арасындағы қашықтықты да мұқият қарастырған жөн.

4. Өткізгіштік із және дизайн арқылы: Керамикалық схемалар әдетте дәстүрлі ПХД-ге қарағанда жоғары ток өткізу мүмкіндіктерін қажет етеді.Өткізгіш жолдар мен жолдардың қызып кетпей немесе кернеудің төмендеуіне әкелместен жоғары токтарды өңдеуге арналғанын қамтамасыз ету маңызды. Қарсылықты азайту және жылудың таралуын барынша арттыру үшін іздің ені мен қалыңдығын мұқият анықтау керек.

5. Дәнекерлеу технологиясы: Дәнекерлеу қосылыстары жоғары температураға төтеп беруі және олардың тұтастығын сақтауы керек, әсіресе жоғары температуралық қолданбаларда.Дұрыс жоғары балқу температурасы дәнекерлеу материалын таңдау және сәйкес дәнекерлеу әдістерін (қайта ағын немесе толқынмен дәнекерлеу сияқты) пайдалану сенімді қосылымды қамтамасыз ету және жылу кернеуін азайту үшін өте маңызды.

6. Қоршаған ортаны қорғау мәселелері: Жоғары температура қолданбалары көбінесе ылғалдылық, ылғал, химиялық заттар немесе діріл сияқты қатал қоршаған орта жағдайларымен бірге жүреді.Дизайнерлер осы факторларды ескеріп, осындай қиындықтарға төтеп бере алатын керамикалық материалдар мен қорғаныс жабындарын таңдауы керек. Қоршаған ортаны тексеру және сертификаттау нақты жағдайдағы басқарманың сенімділігін қамтамасыз етеді.

Қысқаша

Жоғары температура қолданбалары үшін керамикалық платаларды жобалау материалды таңдауға, жылуды басқаруға, құрамдас бөліктерді орналастыруға, өткізгіш іздерге, дәнекерлеу әдістеріне және қоршаған орта факторларына мұқият назар аударуды талап етеді.Осы факторларды ескере отырып және озық тәжірибелерді қолдану арқылы инженерлер мен дизайнерлер төтенше температуралық орталарда жоғары өнімділікті, сенімділікті және ұзақ қызмет етуді қамтамасыз ететін тақталар жасай алады. Сонымен, сіз аэроғарыш, автомобиль немесе жоғары температураға төзімділікті қажет ететін кез келген басқа саланың электронды жүйелерін жасап жатсаңыз да, керамикалық схемаларды дұрыс жобалауға уақыт пен күш жұмсау сөзсіз жемісті нәтиже береді.