Керамическая PCB - Печатная плата из диоксида циркония (ZrO2)

Керамика из нитрида циркония имеет белый цвет. Керамика ZrO2 обладает такими преимуществами, как высокая температура плавления, высокая прочность, электрическая изоляция при нормальной и высокой температуре.

Методы формования керамики из нитрида циркония включают сухое прессование, изостатическое прессование, литье под давлением, горячее литье, шликерное литье, экструзионное формование и гелевое литье. Наиболее широко применяются методы литья под давлением и сухого прессования.

Основные параметры керамики из нитрида циркония:

• диэлектрическая проницаемость: 9.5–10.5;

• коэффициент теплового расширения: 6.5–7.5 ppm/°C;

• сопротивление изоляции: 10^12–10^14 Ом·см;

• длительная работа при температурах около 1000°C;

• прочность на изгиб: 1200 MPa;

• прочность на сжатие: 900 MPa;

• высокая химическая стабильность и коррозионная стойкость в кислых и щелочных средах;

• теплопроводность: до 25 W/m·K и выше;

• твердость: 9–9.5;

• диапазон рабочих температур: от −269°C до 850°C;

• высокая стойкость к кислотам и щелочам, показатель pH до 2–12.

Печатная плата из циркониевой керамики

Преимущества печатных плат на основе керамики из нитрида циркония:

1. Высокочастотные характеристики. Диэлектрическая проницаемость обычно составляет 9.5–10.5, а диэлектрические потери около 0.0005, что обеспечивает хорошие характеристики передачи высокочастотных сигналов. Например, при испытаниях микрополосковых линий на частоте 24 GHz потери сигнала для таких PCB составили около 0.37 dB, тогда как у FR4 PCB — около 2.77 dB.

2. Высокая надежность. Платы обладают высокой прочностью, термостойкостью и коррозионной стойкостью, что обеспечивает надежную работу коммуникационного оборудования в сложных условиях. При высокотемпературных испытаниях потери передачи были примерно на 50% ниже по сравнению с FR4 PCB.

3. Высокая точность обработки. Материал подходит для миниатюрных и высокоточных конструкций. Например, микрополосковые антенны на основе такой керамики имеют меньшие размеры и лучшие характеристики по сравнению с традиционными решениями.

4. Хорошая термическая стабильность. Коэффициент теплового расширения близок к характеристикам чипов, благодаря чему снижается риск повреждений от термического расширения. При испытаниях в условиях высокой температуры изменение потерь передачи было минимальным.

Благодаря своим характеристикам печатные платы на основе керамики из нитрида циркония широко применяются в СВЧ-оборудовании, радиолокационных системах, антенных решетках, RF-модулях, аэрокосмической технике, навигации, спутниковых системах, авиационной электронике, промышленности, медицине и военной сфере.

Печатные платы на основе керамики из нитрида циркония относятся к высокопроизводительным материалам для электроники. Компания iPCB уже освоила их серийное производство и может выпускать платы с шириной и зазором проводников до 0.1 мм.