انتخاب اشتباه PCB سرامیکی فقط یک نقص طراحی نیست، بلکه یک فاجعه مالی و عملیاتی است که در انتظار وقوع است. زمانی یک سازنده دستگاه های پزشکی 10000 ایمپلنت را پس از استفاده از AlN غیرسازگار (به جای ZrO2) فراخواند که 5 میلیون دلار خسارت هزینه داشت. زمانی که Al2O3 مقرون به صرفه عمل می کرد، یک تامین کننده EV 200 هزار دلار را برای PCB های HTCC با مشخصات بیش از حد (برای سنسورهای کم مصرف) هدر داد. و یک شرکت مخابراتی به دلیل نادیده گرفتن خطرات زنجیره تامین با تامین کننده LTCC تک منبع، با تاخیر 8 هفته ای مواجه شد.
بدترین قسمت؟ بر اساس گزارش صنعت PCB سرامیک 2024 LT CIRCUIT، 40 درصد از این خرابی ها قابل اجتناب هستند. اکثر تیمها گرفتار تلههای مشابهی میشوند: تثبیت هدایت حرارتی، نادیده گرفتن آزمایش نمونه، یا انتخاب تامینکنندگان صرفاً بر اساس هزینه. این راهنمای 2025، 7 اشتباه پرهزینهترین اشتباه انتخاب PCB سرامیکی را نشان میدهد و برای حفظ پروژههای شما، راهحلهای عملی را ارائه میدهد. فرقی نمیکند خودروهای برقی، تجهیزات پزشکی یا 5G را تامین کنید، این نقشه راه شما برای انتخاب PCB سرامیکی بدون استرس و مقرون به صرفه است.
خوراکی های کلیدی
اشتباه شماره 1 (پرهزینه ترین): انتخاب سرامیک فقط بر اساس رسانایی حرارتی - نادیده گرفتن استانداردها (به عنوان مثال، ISO 10993) یا مقاومت مکانیکی - باعث 30٪ خرابی های میدان می شود.
اشتباه شماره 2: استفاده از استانداردهای درجه مصرف کننده (IPC-6012 کلاس 2) برای برنامه های خودرو/هوا فضا، خطر فراخوان را تا 40 درصد افزایش می دهد.
اشتباه شماره 3: رد شدن از آزمایش نمونه باعث صرفه جویی 500 دلاری می شود، اما منجر به افزایش 50 هزار دلاری در کار مجدد می شود (70٪ از تیم ها از این کار پشیمان هستند).
اشتباه شماره 4: تامین کنندگان کم هزینه 15 برابر نرخ نقص بالاتری دارند - بررسی کیفیت هزینه های خرابی را 80٪ کاهش می دهد.
اشتباه شماره 5: نادیده گرفتن جزئیات طراحی حرارتی (مثلاً راه های حرارتی) 50% پتانسیل اتلاف حرارت سرامیک را هدر می دهد.
راهحلها ساده هستند: ابتدا 3 مشخصات غیرقابل مذاکره را تعریف کنید، بیش از 2 نمونه را برای هر تامینکننده آزمایش کنید و تامینکنندگان را برای گواهیهای خاص صنعت آزمایش کنید.
مقدمه: چرا انتخاب PCB سرامیک با شکست مواجه می شود (و چه کسی در معرض خطر است)
PCB های سرامیکی در شرایط شدید عملکرد بهتری از FR4 دارند - اما پیچیدگی آنها انتخاب را بسیار خطرناک تر می کند. بر خلاف FR4 (یک ماده با یک اندازه مناسب)، PCB های سرامیکی به خواص مواد (رسانایی حرارتی، زیست سازگاری) با نیازهای کاربردی (اینورترهای EV در مقابل ایمپلنت) و استانداردهای صنعتی (AEC-Q200 در مقابل ISO 10993) نیاز دارند.
تیم هایی که بیشتر در معرض خطر هستند؟
الف. مهندسان طراحی که بر مشخصات فنی تمرکز می کنند اما امکان ساخت را نادیده می گیرند.
ب.تیم های تدارکات برای کاهش هزینه ها تحت فشار قرار می گیرند که منجر به تامین کنندگان ارزان اما پایین تر می شود.
ج. راه اندازی هایی با تجربه محدود PCB سرامیکی، نادیده گرفتن مراحل حیاتی (مثلاً بررسی استانداردها).
هزینه شکست بسته به صنعت متفاوت است اما همیشه زیاد است:
a.Automotive: 100 تا 1 میلیون دلار ادعای گارانتی برای خرابی اینورتر EV.
b.Medical: 5 تا 10 میلیون دلار فراخوان برای ایمپلنت های غیرمنطبق.
ج. هوافضا: بیش از 10 میلیون دلار تاخیر در ماموریت برای سنسورهای معیوب.
این راهنما فقط اشتباهات را فهرست نمیکند، بلکه ابزارهایی را در اختیار شما قرار میدهد تا از آنها اجتناب کنید. بیایید شیرجه بزنیم
فصل 1: 7 اشتباه مرگبار در انتخاب PCB سرامیک (و نحوه رفع آنها)
هر اشتباه زیر بر اساس تأثیر هزینه، با مثالهای واقعی، پیامدها و اصلاحات گام به گام رتبهبندی میشود.
اشتباه شماره 1: وسواس نسبت به رسانایی حرارتی (نادیده گرفتن سایر خصوصیات حیاتی)
تله:60 درصد از تیمها سرامیک را صرفاً بر اساس هدایت حرارتی انتخاب میکنند (به عنوان مثال، «ما به AlN نیاز داریم زیرا 170 W/mK است!») - بیتوجه به سازگاری زیستی، استحکام مکانیکی، یا مطابقت با استانداردها.
چرا اشتباه است:رسانایی حرارتی مهم است، اما اگر سرامیک در تست های دیگر شکست بخورد، بی فایده است. به عنوان مثال:
a.AlN رسانایی حرارتی بالایی دارد اما برای ایمپلنت های پزشکی سمی است (ایزو 10993 را شکست می دهد).
b.HTCC مقاومت بسیار بالایی در برابر دما دارد اما برای سنسورهای EV مستعد لرزش بسیار شکننده است.
پیامد واقعی:یک سازنده حسگر صنعتی از AlN (170 W/mK) برای کاربرد کارخانهای با ارتعاشات سنگین استفاده کرد. PCB ها پس از 3 ماه ترک خوردند (استحکام خمشی AlN = 350 MPa در مقابل 1000 MPa Si3N4)، هزینه بازسازی آن 30 هزار دلار است.
مقایسه اموال: فقط به رسانایی حرارتی نگاه نکنید
| جنس سرامیک |
هدایت حرارتی (W/mK) |
زیست سازگاری |
مقاومت خمشی (MPa) |
حداکثر دما (درجه سانتیگراد) |
ایده آل برای |
| AlN (نیترید آلومینیوم) |
170-220 |
خیر |
350-400 |
350 |
اینورترهای EV، تقویت کننده های 5G |
| ZrO2 (زیرکونیا) |
2-3 |
بله (ISO 10993) |
1200-1500 |
250 |
ایمپلنت های پزشکی، دستگاه های دندانپزشکی |
| Si₃N4 (نیترید سیلیکون) |
80-100 |
خیر |
800-1000 |
1200 |
سنسورهای هوافضا، برنامه های ارتعاش صنعتی |
| Al2O3 (اکسید آلومینیوم) |
24-29 |
خیر |
300-350 |
200 |
سنسورهای کم مصرف، نور LED |
رفع: ابتدا 3 خاصیت غیر قابل مذاکره تعریف کنید
1. لیست 1-2 ویژگی های "باید" (به عنوان مثال، "سازگار زیستی" برای ایمپلنت، "مقاوم در برابر لرزش" برای خودروهای الکتریکی).
2. از هدایت حرارتی به عنوان فیلتر ثانویه استفاده کنید (نه اولین).
3. اعتبارسنجی با داده های تامین کننده (به عنوان مثال، "اثبات ZrO2 مطابق با سمیت سلولی ISO 10993-5").
اشتباه شماره 2: استفاده از استانداردهای نادرست صنعت (مثلاً مصرف کننده در مقابل خودرو)
تله:35٪ از تیم ها از استانداردهای عمومی (IPC-6012 کلاس 2) برای برنامه های مهم استفاده می کنند - با فرض اینکه "به اندازه کافی خوب" کار کند.
چرا اشتباه است:استانداردها متناسب با خطرات دنیای واقعی هستند. به عنوان مثال:
a.IPC-6012 کلاس 2 (مصرف کننده) به آزمایش چرخه حرارتی نیاز ندارد - برای خودروهای الکتریکی حیاتی است (AEC-Q200 به 1000 چرخه نیاز دارد).
b.ISO 10993 (پزشکی) زیست سازگاری را الزامی می کند - برای PCB های صنعتی نادیده گرفته شده اما برای ایمپلنت ها کشنده است.
پیامد واقعی:یک تامین کننده خودروی ردیف 2 از IPC-6012 کلاس 2 برای PCB های رادار ADAS (به جای AEC-Q200) استفاده کرد. PCBها پس از 300 چرخه در آزمایش چرخه حرارتی (40- تا 125 درجه سانتیگراد) شکست خوردند و تولید EV را 6 هفته (150 هزار دلار ضرر) به تاخیر انداختند.
مقایسه استاندارد صنعت: از روش مناسب استفاده کنید
| صنعت |
استانداردهای اجباری |
تست های بحرانی مورد نیاز است |
اگر آنها را نادیده بگیرید چه اتفاقی می افتد |
| خودرو (EV/ADAS) |
AEC-Q200، IPC-6012 کلاس 3 |
1000 سیکل حرارتی، لرزش 20G، مقاومت در برابر رطوبت |
نرخ شکست میدانی 30 درصد بالاتر. ادعاهای گارانتی |
| پزشکی (ایمپلنت) |
ISO 10993، FDA کلاس IV (در صورت کاشت) |
سمیت سلولی، حساسیت، تخریب طولانی مدت |
یادآوری، آسیب به بیمار، اقدام قانونی |
| هوافضا و دفاع |
MIL-STD-883، AS9100 |
تابش 100 کراد، مقاومت در برابر آتش 1200 درجه سانتیگراد، تست ضربه |
شکست ماموریت، بیش از 10 میلیون دلار تاخیر |
| مخابرات (5G) |
IPC-6012 کلاس 3، CISPR 22 کلاس B |
از دست دادن سیگنال (<0.3 dB/in @28GHz)، تست EMI |
پوشش ضعیف، جریمه های نظارتی |
رفع: استانداردهای نقشه برای برنامه شما
1. یک "چک لیست استانداردها" ایجاد کنید (به عنوان مثال، "اینورتر EV = AEC-Q200 + IPC-6012 کلاس 3").
2. از تامین کنندگان بخواهید که گزارش های آزمایشی (نه فقط گواهی) را برای هر استاندارد ارائه دهند.
3. از آزمایشگاه های شخص ثالث (مورد تایید ISO 17025) برای تأیید انطباق استفاده کنید.
اشتباه شماره 3: رد شدن از آزمایش نمونه (برای "صرفه جویی در زمان / پول")
دام: 70 درصد تیمها از آزمایش نمونه برای دستههای کوچک یا ضربالاجلهای محدود صرف نظر میکنند – با فرض دقیق بودن مشخصات تامینکننده.
چرا اشتباه است:برگه های داده تامین کننده اغلب بیش از حد وعده می دهند. آزمایش LT CIRCUIT نشان داد که 40٪ از "PCB های AlN" رسانایی گرمایی 20٪ کمتر از آنچه ادعا می شود داشتند. فضاهای خالی در vias، فلزی شدن ضعیف، یا لایه لایه شدن تا زمانی که آزمایش شوند نامرئی هستند.
پیامد واقعی:یک راه اندازی دستگاه پزشکی از آزمایش نمونه ایمپلنت های ZrO2 صرف نظر کرد. دسته اول دارای 12% لایه برداری (به دلیل اتصال ضعیف) بود که باعث تاخیر 2 ماهه و 40 هزار دلار در کار مجدد شد.
نمونه آزمایشی که نمی توانید از آن بگذرید (بر اساس برنامه)
| برنامه |
آزمون های انتقادی |
هزینه هر نمونه |
هزینه پرش |
| اینورترهای EV (AlN) |
چرخه حرارتی (1000 سیکل)، مقاومت برشی (بیش از 1.0 نیوتن بر میلی متر) |
200 دلار |
+ 100 هزار دلار ادعای گارانتی |
| ایمپلنت های پزشکی (ZrO2) |
ایزو 10993 سمیت سلولی، تست عقیمی |
500 دلار |
فراخوان بیش از 5 میلیون دلار |
| 5G میلیموج (LTCC) |
تست پارامتر S (<0.3dB/in @28GHz)، EMI |
300 دلار |
پوشش ضعیف، 20 هزار دلار در تعمیرات میدانی |
| سنسورهای هوافضا (Si₃N4) |
آزمایش تشعشع (100 کراد)، شوک حرارتی |
1000 دلار |
تاخیر ماموریت 10 میلیون دلاری |
رفع: 2 تا 3 نمونه را برای هر تامین کننده آزمایش کنید
1. برای در نظر گرفتن تنوع، 2 تا 3 نمونه (نه 1) را سفارش دهید.
2. از آزمایشگاه های معتبر (مثلاً آزمایشگاه ISO 17025 LT CIRCUIT) برای نتایج بی طرفانه استفاده کنید.
3. داده های تست را با مشخصات تامین کننده مقایسه کنید - اگر واریانس بیش از 10٪ باشد رد کنید.
اشتباه شماره 4: انتخاب تامین کننده کم هزینه (با نادیده گرفتن کیفیت)
تله:تیمهای تدارکات اغلب تامینکنندگانی را انتخاب میکنند که کمترین قیمتها را دارند – با نادیده گرفتن هزینههای پنهان (نقایص، تاخیر، کار مجدد).
چرا اشتباه است:تامینکنندگان کمهزینه، از پودرهای بازیافتی استفاده میکنند، بدون خالصسازی، از آزمایشهای حین فرآیند صرف نظر میکنند یا از تجهیزات قدیمی استفاده میکنند. نرخ عیب آنها 15 برابر بیشتر از تامین کنندگان تخصصی است.
مقایسه نوع تامین کننده: هزینه در مقابل کیفیت
| نوع تامین کننده |
هزینه (در هر متر مربع) |
میزان نقص |
زمان سرب |
مطابقت با استانداردها |
هزینه های پنهان |
| تخصصی جهانی (به عنوان مثال، LT CIRCUIT) |
5 تا 15 دلار |
<1% |
4-8 هفته |
100٪ (AEC-Q200، ISO 10993) |
هیچ (بدون کار مجدد/تاخیر) |
| عمومی منطقه ای (به عنوان مثال، محلی آسیایی) |
2 تا 8 دلار |
5-10٪ |
2-4 هفته |
جزئی (IPC-6012 کلاس 2) |
5 تا 50 هزار دلار در بازسازی |
| خارج از کشور کم هزینه (تحقیق نشده) |
1 تا 3 دلار |
15-20٪ |
6-12 هفته |
حداقل (بدون گواهینامه) |
بیش از 100 هزار دلار شکست، تاخیر |
رفع: تامین کنندگان دامپزشک برای کیفیت اول
1. از 2 تا 3 مرجع مشتری در صنعت خود بخواهید (به عنوان مثال، "یک مشتری EV را که عرضه کرده اید به من نشان دهید").
2. فرآیند تولید آنها را (در محل یا از طریق ویدئو) برای بررسی تجهیزات آزمایش بررسی کنید.
3. «هزینه کل مالکیت (TCO)» را محاسبه کنید (نه فقط هزینه اولیه) - تامین کنندگان با کیفیت 30٪ در TCO صرفه جویی می کنند.
اشتباه شماره 5: نادیده گرفتن جزئیات طراحی حرارتی (تلف کردن پتانسیل سرامیک)
تله:تیمها سرامیک مناسب (مثلا AlN) را انتخاب میکنند، اما از طراحی حرارتی (مثلاً دریچههای حرارتی، سینکهای حرارتی) صرف نظر میکنند - ۵۰ درصد پتانسیل اتلاف حرارت آن را هدر میدهند.
چرا اشتباه است:رسانایی حرارتی سرامیک تنها در صورتی کار می کند که گرما بتواند به یک هیت سینک جریان یابد. یک PCB 170 W/mK AlN بدون دریچه حرارتی عملکرد بدتری نسبت به PCB 25 W/mK Al2O3 با طراحی بهینه دارد.
پیامد واقعی:یکی از طراحان اینورتر EV از AlN استفاده کرد اما گذرگاه های حرارتی را حذف کرد. نقاط داغ به 190 درجه سانتیگراد رسیدند (در مقابل 85 درجه سانتیگراد با vias)، که باعث از کار افتادن 5٪ از اینورترها شد.
اشتباهات و رفع اشکال در طراحی حرارتی
| اشتباه طراحی |
تاثیر |
رفع کنید |
افزایش عملکرد |
| بدون گذرگاه حرارتی |
نقاط گرم +25 درجه سانتیگراد |
زیر مولفههای داغ، ویزای 0.3 میلیمتری (پیچ 0.2 میلیمتری) اضافه کنید |
کاهش 40 درصدی نقاط داغ |
| رابط هیت سینک ضعیف |
مقاومت حرارتی +50% |
از گریس حرارتی 0.1 میلی متری (بدون حباب هوا) استفاده کنید |
Rθ 30٪ کاهش یافت |
| هواپیماهای زمینی/قدرت افست |
مقاومت حرارتی +30% |
صفحه زمین را مستقیماً در زیر ردپای نیرو تراز کنید |
Rθ 25٪ کاهش یافت |
| جایگذاری قطعات پر ازدحام |
نقاط گرم +20 درجه سانتیگراد |
اجزای داغ را 3 برابر اندازه آنها از هم جدا کنید |
کاهش 35 درصدی نقاط داغ |
رفع: همکاری در طراحی حرارتی
1. شبیه سازی های حرارتی سه بعدی را با تامین کننده خود به اشتراک بگذارید (LT CIRCUIT بررسی های طراحی رایگان را ارائه می دهد).
2. برای اجزای بیش از 10 وات (به عنوان مثال، IGBT) از ویای های حرارتی استفاده کنید.
3. اعتبارسنجی با تصویربرداری حرارتی قبل از تولید انبوه.
اشتباه شماره 6: دست کم گرفتن تأثیرات محیطی (رطوبت، مواد شیمیایی)
تله:تیم ها هنگام انتخاب سرامیک شرایط محیطی (به عنوان مثال، رطوبت، مواد شیمیایی) را نادیده می گیرند - که منجر به خرابی زودرس می شود.
چرا اشتباه است:سرامیک با گذشت زمان رطوبت را جذب می کند (حتی AlN) و مواد شیمیایی (روغن ها، خنک کننده ها) فلز شدن را تخریب می کنند. به عنوان مثال، Al2O3 0.1٪ رطوبت را جذب می کند - به اندازه ای که در محیط های صنعتی مرطوب باعث لایه برداری شود.
تاثیر محیطی بر PCB های سرامیکی
| عامل محیطی |
آسیب پذیری سرامیکی |
بهترین انتخاب سرامیک |
اقدام حفاظتی |
| رطوبت بالا (85% RH) |
AlN/Al2O3 رطوبت را جذب می کند → لایه لایه شدن |
Si₃N4 (0.05% جذب) |
پوشش منسجم (سیلیکون) |
| قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی (روغن ها / خنک کننده ها) |
متالیزاسیون خوردگی می کند → شورت |
Al2O3 (مقاومت شیمیایی) |
پوشش سرامیکی روی آثار فلزی |
| سرمای شدید (-55 درجه سانتیگراد) |
سرامیک های شکننده ترک → باز می شود |
ZrO2 (مقاومت خمشی 1200 مگاپاسکال) |
پخ های لبه (شعاع 0.5 میلی متر) |
| نمک اسپری (خودرو) |
مس اکسید می شود ← هدایت ضعیف |
AlN با روکش طلا |
آزمایش اسپری نمک (500 ساعت) |
پیامد واقعی:یک سازنده حسگر دریایی از Al2O3 در محیط آب شور استفاده کرد. رد مس پس از 6 ماه خورده شد و هزینه تعویض آن 25 هزار دلار بود. تغییر به AlN با روکش طلا مشکل را حل کرد.
رفع: تست مقاومت محیطی
1. بدترین شرایط محیط خود را شناسایی کنید (به عنوان مثال، "85 درجه سانتی گراد / 85٪ RH برای صنعتی").
2. سرامیک با جذب رطوبت کم (<0.1٪) را انتخاب کنید.
3. برای محیط های خشن روکش های محافظ (همنوع، سرامیک) اضافه کنید.
اشتباه شماره 7: نادیده گرفتن ریسک های زنجیره تامین (وابستگی های تک منبعی)
تله:تیمها برای سرامیکهای حیاتی (مانند ZrO2، LTCC) به یک تامینکننده متکی هستند که در برابر کمبود، مسائل ژئوپلیتیکی یا توقف تولید آسیبپذیر است.
چرا اشتباه است:مواد خام سرامیکی (AlN، ZrO2) در مناطق محدودی (چین، ژاپن) استخراج می شوند. بسته شدن یک کارخانه می تواند باعث تاخیر بیش از 8 هفته شود.
مثالهای ریسک زنجیره تامین (2023–2024)
| نوع ریسک |
تاثیر |
سرامیک های تحت تاثیر |
تیم هایی با تامین کنندگان پشتیبان |
| تعطیلی کارخانه AlN چین |
8 هفته تاخیر |
AlN |
2 هفته تاخیر (به تامین کننده ژاپنی تغییر داده شد) |
| اعتصاب معدن ZrO2 استرالیا |
6 هفته تاخیر |
ZrO2 |
بدون تاخیر (تغییر به تامین کننده آفریقای جنوبی) |
| محدودیت های صادرات LTCC اتحادیه اروپا |
10 هفته تاخیر |
LTCC |
تاخیر 3 هفته ای (به تامین کننده ایالات متحده تغییر یافت) |
رفع: زنجیره تامین خود را متنوع کنید
1. نقشه زنجیره تامین خود (مواد خام → سازنده) را برای شناسایی خطرات تک منبعی ترسیم کنید.
2. 1 تا 2 تامین کننده پشتیبان برای سرامیک های حیاتی اضافه کنید (به عنوان مثال، 50٪ چین، 30٪ ژاپن، 20٪ اروپا).
3. موجودی 4 تا 6 هفته ای برای مواد پرخطر (مثلاً ZrO2 برای پزشکی).
فصل 2: فرآیند 5 مرحله ای انتخاب PCB سرامیکی (پرهیز از همه اشتباهات)
برای حذف حدس و گمان و اطمینان از موفقیت، این فرآیند ساختاریافته را دنبال کنید:
مرحله 1: الزامات "غیرقابل مذاکره" خود را تعریف کنید
مشخصات 3 تا 5 را لیست کنید که نمیتوانید آنها را به خطر بیندازید - با نیازهای برنامه شروع کنید، نه خواص مواد:
الف. مثال (اینورتر EV): "رسانایی حرارتی 170 W/mK، انطباق AEC-Q200، قدرت دی الکتریک 800 ولت."
b. مثال (ایمپلنت پزشکی): "بیوسازگاری ISO 10993، ضخامت <0.3mm، مقاومت خمشی 1200 MPa."
مرحله 2: فهرست کوتاه 2 تا 3 سرامیک که نیازهای شما را برآورده می کند
از جدول ویژگی در اشتباه شماره 1 برای محدود کردن گزینه ها استفاده کنید. از بررسی بیش از حد خودداری کنید (مثلاً از HTCC برای سنسورهای کم مصرف استفاده نکنید):
اینورتر 1.EV: AlN (170 W/mK) → نه ZrO2 (رسانایی کم) یا HTCC (خیلی گران).
2. ایمپلنت پزشکی: ZrO2 (ISO 10993) → غیر AlN (سمی) یا Al2O3 (بیوسازگار نیست).
مرحله 3: تامین کنندگان 2-3 دامپزشک برای کیفیت و انطباق
فقط درخواست مظنه نکنید - تامین کنندگان حسابرسی:
1. از مراجع خاص صنعت بخواهید (به عنوان مثال، "مشتریان خودروهای برقی خود را به من نشان دهید").
2. تأیید گواهینامه ها (AEC-Q200، ISO 10993) با گزارش های شخص ثالث.
3. قابلیت های تولید را بررسی کنید (به عنوان مثال، "آیا برای AlN پخت مایکروویو دارید؟").
مرحله 4: نمونه ها را آزمایش کنید و عملکرد را تأیید کنید
2 تا 3 نمونه از هر تامین کننده در فهرست نهایی سفارش دهید و آزمایش کنید:
a.تطابق با مشخصات غیر قابل مذاکره شما.
ب. نقص های پنهان (از طریق حفره ها، لایه لایه شدن) با میکروسکوپ اشعه ایکس/آکوستیک.
c. عملکرد در دنیای واقعی (دوچرخه حرارتی، مقاومت در برابر محیطی).
مرحله 5: مذاکره در مورد شرایط و تامین کنندگان پشتیبان امن
a.Contracts: برای جلوگیری از افزایش مواد خام، قیمت گذاری 12 تا 24 ماهه را قفل کنید.
ب. پشتیبان: یک تامین کننده ثانویه را به قرارداد خود اضافه کنید (به عنوان مثال، "50٪ از تامین کننده A، 50٪ از تامین کننده B").
ج.توافقنامه های کیفیت: مسئولیت های دوباره کاری را تعریف کنید (به عنوان مثال، "تامین کننده هزینه ها را در صورت خرابی PCB ها در AEC-Q200 پوشش می دهد").
فصل 3: داستان های موفقیت در دنیای واقعی (چگونه تیم ها از اشتباهات اجتناب کردند)
مطالعه موردی 1:تامین کننده EV از گرمای بیش از حد با طراحی AlN + حرارتی جلوگیری می کند
چالش:یک تامین کننده EV Tier 1 از AlN استفاده می کرد اما هنوز نقاط داغ 180 درجه سانتی گراد را در اینورترها مشاهده می کرد.
اشتباهی که تقریباً مرتکب شدند:به جای اصلاح طراحی حرارتی، به HTCC گرانتر (بیش از حد مشخصات) بروید.
رفع:با LT CIRCUIT برای افزودن گذرگاههای حرارتی 0.3 میلیمتری (پیچ 0.2 میلیمتری) و تراز کردن هواپیماهای زمینی در زیر ردهای برق کار شده است.
نتیجه:نقاط داغ به 85 درجه سانتیگراد کاهش یافت. نرخ شکست از 5٪ به 0.5٪ کاهش یافت.
مطالعه موردی 2:شرکت پزشکی از فراخوانی با ZrO2 + آزمایش اجتناب می کند
چالش:یک راهانداز به PCB برای نمایشگرهای گلوکز قابل کاشت نیاز داشت.
اشتباهی که تقریباً مرتکب شدند:استفاده از AlN (ارزانتر) به جای ZrO2 (زیست سازگار).
رفع:نمونه های ZrO2 تست شده برای سمیت سلولی ISO 10993. بعد از شکست AlN را رد کرد.
نتیجه:تایید FDA در اولین تلاش 0٪ شکست کارآزمایی بالینی.
مطالعه موردی 3:شرکت مخابراتی خطر زنجیره تامین را کاهش می دهد
چالش:یک تامین کننده 5G برای PCB های mmWave به یک تامین کننده LTCC (چین) متکی بود.
اشتباهی که تقریباً مرتکب شدند:ادامه تک منبعی پس از تاخیر صادرات 2023.
رفع:یک تامین کننده LTCC مستقر در ایالات متحده اضافه شد. تقسیم سفارشات 50/50.
نتیجه:بدون تاخیر در سال 2024؛ هزینه تثبیت شد (جلوگیری از افزایش 15 درصدی قیمت از سوی تامین کننده چینی).
فصل 4: سؤالات متداول - اشتباهات و رفع خطاهای انتخاب PCB سرامیک
Q1: چگونه می توانم بفهمم که PCB سرامیکی خود را بیش از حد بررسی می کنم؟
A1: بپرسید: "آیا این ویژگی مستقیماً بر برنامه من تأثیر می گذارد؟" به عنوان مثال:
اگر سنسور شما کمتر از 10 وات استفاده می کند، Al2O3 (24 W/mK) کافی است—AlN (170 W/mK) بیش از حد تعیین شده است.
b.اگر PCB شما قابل کاشت نیست، ZrO2 (ISO 10993) غیر ضروری است - AlN/Al2O3 کار خواهد کرد.
Q2: ارزان ترین راه برای آزمایش نمونه ها چیست؟
A2: از آزمایشگاه معتبر داخلی تامین کننده خود استفاده کنید (به عنوان مثال، LT CIRCUIT تست نمونه با تخفیف را برای مشتریان واجد شرایط ارائه می دهد). آزمایشگاه های شخص ثالث هزینه بیشتری دارند، اما برای پزشکی/هوا فضا ارزش آن را دارند.
Q3: چگونه می توانم الزامات متناقض (به عنوان مثال، نیاز به هدایت حرارتی بالا و انعطاف پذیری) را مدیریت کنم؟
A3: از کامپوزیت ها استفاده کنید. به عنوان مثال، کامپوزیت های AlN-PI (20-30 W/mK) انعطاف پذیری را برای پوشیدنی ها ارائه می دهند در حالی که رسانایی حرارتی بهتری نسبت به FR4 ارائه می دهند.
Q4: اگر تامین کننده من نتواند استانداردهای من را برآورده کند چه؟
A4: دور شوید. تأمینکنندهای که نمیتواند گزارشهای آزمایشی AEC-Q200 را برای خودروهای برقی ارائه کند، بعداً باعث خرابی میشود. از پلتفرم هایی مانند PCB West برای یافتن تامین کنندگان تخصصی استفاده کنید.
Q5: هر چند وقت یک بار باید انتخاب سرامیک خود را دوباره ارزیابی کنم؟
A5: ارزیابی مجدد اگر:
a. برنامه شما تغییر می کند (به عنوان مثال، ولتاژ EV از 400 ولت به 800 ولت می پرد).
ب. سرامیک های جدید وارد بازار می شوند (مثلاً AlN تقویت شده با گرافن با 200 W/mK).
ج. خطرات زنجیره تامین تغییر می کند (به عنوان مثال، تعرفه های جدید بر روی AlN چین).
نتیجه گیری: انتخاب یک فرآیند است نه یک حدس
اشتباهات انتخاب مدار چاپی سرامیکی اجتناب ناپذیر نیستند - آنها به دلیل عجله کردن، بریدن گوشه ها یا نادیده گرفتن مراحل مهم ایجاد می شوند. تیمهایی که موفق میشوند از یک قانون ساده پیروی میکنند: اولویتبندی نیازها بر مشخصات، آزمایش قبل از خرید، و بررسی کیفیت تامینکنندگان.
7 اشتباه در این راهنما همگی یک راه حل مشترک دارند: عمدی بودن. AlN را انتخاب نکنید زیرا "بهترین" است - آن را انتخاب کنید زیرا نیازهای حرارتی، استاندارد و محیطی شما را برآورده می کند. برای صرفه جویی در زمان از آزمایش صرفه جویی نکنید - آن را به عنوان بیمه ای در برابر شکست های +100 هزار دلاری ببینید. ارزان ترین تامین کننده را انتخاب نکنید - TCO را محاسبه کنید و روی کیفیت سرمایه گذاری کنید.
برای اکثر تیم ها، همکاری با تامین کننده تخصصی مانند LT CIRCUIT 80% استرس انتخاب را از بین می برد. تیم مهندسی آنها به تعریف الزامات، نمونههای آزمایشی، و پیمایش ریسکهای زنجیره تامین کمک میکند - تضمین میکند PCB سرامیکی مناسب برای برنامهتان را دریافت کنید.
تیدفعه بعد که یک PCB سرامیکی را انتخاب می کنید، به یاد داشته باشید: هزینه انتخاب اشتباه 100 برابر هزینه درست کردن آن است. برای دنبال کردن این فرآیند وقت بگذارید و از تلههایی که بسیاری از پروژهها را از مسیر خارج میکنند جلوگیری خواهید کرد.
Yانتخاب PCB سرامیکی ما نباید خطری باشد - این می تواند مزیت رقابتی پروژه شما باشد.
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!
