Технология толстой-пленки – это процесс формирования высокоинтегрированных схем путем нанесения проводящих, резистивных и диэлектрических паст на такие подложки, как керамика, посредством трафаретной печати, спекания и других этапов. Он предлагает явные преимущества в экстремальных условиях и специализированных приложениях, которые подробно описаны ниже с точки зрения технических преимуществ и сценариев применения.
Основные преимущества технологии толстой-пленки
1. Адаптивность к экстремальным условиям
Высокая -температурная стабильность. Используя керамические подложки из оксида алюминия (Al₂O₃) или нитрида алюминия (AlN) с высокой теплопроводностью (до 180 Вт/(м·К) для AlN) и коэффициентом теплового расширения (КТР), соответствующим кремниевым чипам, он поддерживает диапазон рабочих температур от -55 до +200 градусов, что намного превышает диапазон рабочих температур обычных печатных плат (подложки FR4 ограничены 150 градусами).
Устойчивость к вибрации и коррозии. Структура соединения,-не содержащая свинца, снижает риск повреждения паяного соединения. В сочетании с герметичной упаковкой из титанового сплава он может выдерживать высокое давление до 140 МПа и ударную нагрузку до 10 000 м/с², что подходит для скважинного бурения, аэрокосмической и других задач.
2. Высокая плотность мощности и электрические характеристики.
Power handling capability: With a film thickness of 10–100 μm, it tolerates high voltages (>1 kV) and large currents (>10 А), достигая удельной мощности 30 Вт/дюйм³ (по сравнению с 15 Вт/дюйм³ для традиционных печатных плат).
Конструкция с низкими-потерями. Обладая превосходными высокочастотными-частотными характеристиками, толстопленочные пасты-на основе серебра-, используемые в фильтрах 5G, снижают потери при передаче сигнала и поддерживают связь 6G (100–300 ГГц).
3. Гибкость процесса и экономическая эффективность
Аддитивное производство сокращает количество отходов: трафаретная печать поддерживает ширину линии 30–100 мкм, которую можно дополнительно уменьшить до 20 мкм с помощью толстой-литографии на пленке для обеспечения высокой-точности проводки.
Совместимость с несколькими-материалами. Пастовые системы включают резисторы на основе серебра, золота, меди и рутения-, которые адаптируются к различным требованиям (например, сплавы серебра-палладия для защиты от-миграции, медная паста для низкой стоимости).
4. Надежность и срок службы.
Конструкция с длительным-сроком службы. Высокотемпературные-танталовые конденсаторы (серия TAJ) и спеченная серебряная паста (спеченная при 200–250 градусах) обеспечивают срок службы 1000 часов при 200 градусах, а среднее время безотказной работы превышает 10 000 часов.
Ключевые сценарии применения
1. Электронное оборудование для высоких-температур и суровых условий эксплуатации.
Системы каротажа нефти во время бурения (LWD): толстопленочные силовые модули, встроенные в цилиндры из титанового сплава диаметром 48 мм, выдерживают температуру до 200 градусов и давление 140 МПа, питая скважинные датчики.
Топливные автомобили: датчики выхлопных газов (стойкость к серной коррозии), цепи срабатывания подушек безопасности (виброустойчивость).
Электромобили: нагреватели аккумуляторной батареи (автоматическое-регулирование температуры с помощью толстой-пленочной пасты PTC), светодиодные противообледенительные устройства для фар-.
2. Высокочастотные-устройства связи и микроволновые печи.
Базовые станции 5G/6G: серебряные-толстые-пленочные фильтры обеспечивают передачу сигнала с низкими-потерями; LTCC (низко-керамика совместного-обжига) объединяет антенны и радиочастотные модули для связи в миллиметровом-волновом диапазоне.
Делители микроволновой мощности. Толстые-металлизированные слои обеспечивают равномерное согласование импедансов на рабочих частотах выше 4 ГГц.
3. Энергетика и силовая электроника
Фотоэлектрические элементы: серебряные линии сетки шириной 19 мкм-с передней-боковой стороны повышают эффективность фотоэлектрического преобразования; Металлизация задней-стороны алюминиевой пастой улучшает рассеивание тепла.
Power modules: SiC MOSFETs mounted on AlN substrates via Au-Sn eutectic bonding are used in 60 W switching power supplies (efficiency >86% при 200 градусах).
4. Медицинские и биосенсоры
Непрерывный мониторинг уровня глюкозы (CGM): серебряные-электроды из хлорида серебра/углеродной пасты, напечатанные на гибких подложках (например, полиимиде) для патч-датчиков, таких как Dexcom G6.
Носимые устройства: цепи из-устойчивой к растяжению толстой-пленки, встроенные в умную одежду для мониторинга физиологических сигналов.
Основная ценность технологии толстой-пленки заключается в ее исключительной устойчивости к воздействию окружающей среды, высокой интеграции и гибких возможностях проектирования, что делает ее ключевой технологией для разведки нефти, военной и аэрокосмической промышленности, новой энергетики и медицинской электроники. Благодаря будущим прорывам в процессах литографии и отечественным высокотемпературным-чипам их применение в высоко-температурных, высоко-частотных и гибких сценариях будет и дальше расширяться, способствуя популяризации электронных систем в экстремальных областях, таких как глубокая земля, глубокое море и глубокий космос.
Если вы хотите узнать больше информации, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте:marketing@qdzitn.com!