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Placa cerâmica: Alumina e AlN

Ambas são cerâmicas, mas não são intercambiáveis. A condutividade térmica e a expansão decidem qual delas resiste à aplicação.

Redação técnica da Hitech Circuits

Shenzhen, China · Fabricação e montagem de PCB

2 min de leitura

Publicado:

Última atualização:

Revisão técnica: Números de processo verificados com a nossa ficha de capacidades publicada.

O que é uma placa de circuito impresso de cerâmica? Diferenças entre uma placa de circuito impresso convencional e uma placa de circuito impresso de cerâmica.

Alumina (Al₂O₃)

A cerâmica mais versátil: boa rigidez dielétrica, condutividade térmica moderada, processos consolidados de filme espesso e ligação direta de cobre, e o menor custo entre as duas. É adequada para substratos de sensores, placas de LED e circuitos de potência onde a carga térmica é moderada.

Nitreto de alumínio (AlN)

Maior condutividade térmica e expansão térmica mais próxima à do silício, o que reduz a tensão em chips grandes. O preço a se pagar é um substrato mais duro e quebradiço e uma janela de processo mais estreita, portanto, é reservado para aplicações de alta densidade de potência.

Regras de projeto que diferem do FR-4

  • As dimensões dos componentes são definidas pelo processo de metalização, não pela folha de cobre gravada.

  • Os furos de passagem são usinados a laser e preenchidos ou metalizados, portanto, a geometria do pad muda.

  • As placas geralmente são de face simples ou dupla; cerâmica multicamadas existe, mas os custos aumentam consideravelmente.

Envie o modelo térmico e a área do chip para um fabricante de PCBs de cerâmica; a escolha do substrato decorre da potência por milímetro quadrado e da temperatura de junção permitida.

Especificações técnicas

Contagem típica de camadas
1–2 camadas
Metais de circuito
Metalização de cobre ou de película espessa
Tamanho da prancha
até 580 × 1900 mm (referência FR-4)

Perguntas frequentes

  • Em que situações o nitreto de alumínio justifica o custo adicional em comparação com a alumina?

    O nitreto de alumínio (AlN) conduz calor várias vezes melhor que a alumina, sendo por isso escolhido em aplicações onde uma pequena área do chip precisa dissipar muita energia — módulos de potência, drivers de laser e matrizes de LEDs de alto brilho. Em aplicações com carga térmica moderada, a alumina é mais barata e mecanicamente mais resistente.

  • Uma placa de cerâmica pode suportar furos metalizados?

    Sim, é possível, mas o processo é diferente do FR-4: os furos são usinados a laser e metalizados em um substrato sinterizado. Como as regras de projeto e as ferramentas são diferentes, a construção em cerâmica deve ser revisada antes que o layout seja finalizado.

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