なぜPCBモジュールをセラミックに印刷するのですか?


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これが私が話していることです(クリックして拡大):

ここに画像の説明を入力してください

古い(1990年代)電話システムのものです。複数のライン、いくつかのデジタル、いくつかのアナログがあり、出力ステージでは、これらのモジュール(両面)がメインPCB上に(スリット内に)立っていて、そこにはんだ付けされています(ピンが見える)。

このことに他のサブPCBがいくつかありましたが、このセラミックタイプのものだけでした。質問は次のとおりです。なぜそれらはセラミックに印刷されるのですか?

トレースの抵抗が高くなり、異常なPCBの全体的な構築コストは、確立されたプロセスの場合よりも高くなることが多いようです。一方で、これは多層のように見え、反対側も多層であり、「ビア」がないため、これが「実際の」4層PCBよりも安いかどうかを考えさせられました。しかし、一部のモジュール(残念ながら、そのうちのどれがデジタル用であり、どのラインがアナログライン用であったかはもう覚えていません)には片側しか実装されていません。


誘電特性のために行われた可能性が高いようですが、レイアウトはRFのようには見えません。
サミュエル

@Samuel:RFがなく、アナログ電話かISDNまたは独自のISDNのようなもの。
PlasmaHH

反対側にコンポーネントはありますか?密度を下げるために、当時よりも安い方法でしょうか?
一部のハードウェアガイ

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ああ、Fクリップエッジピンと厚膜セラミック。フラッシュバックがあります。
-gsills

@SomeHardwareGuy:「反対側も多層」はい、本質的に4層のボードですが、メインボードにそのような4層モジュールがありました。
PlasmaHH

回答:


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数万個のユニットを製造している場合、これは比較的安価な建設方法です。これは、「ハイブリッドモジュール」または「セラミックハイブリッドモジュール」として知られていました。

抵抗器はすべて、基板上にスクリーン印刷されていることに注意してください(暗い長方形)。また、各層の間に絶縁層を印刷するため、導体の複数の層を作成できることに注意してください。

最後に、抵抗器が露出しているため、最終保護トップコートが適用される前に各抵抗器をトリミングできます。回路に精密なトリミングが必要な場合、このタイプの構造は非常に魅力的です。トリムは抵抗体のレーザーカットとして表示されます。カットは通常「L」の形をしています。「L」の短い脚が最初のラフトリムで、カットの垂直部分がファイントリムです。

私は、このタイプの構造を、高精度アナログフィルターおよび電話ハイブリッド(2線式から4線式への変換)ネットワークでよく見ていました。


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別名「厚膜ハイブリッド」。
デイブツイード

古い家庭用コンピュータのビデオシステム(Amiga A500など)の出力ステージとしても一般的に使用されます。
マジェンコ

ほとんどの抵抗器はスクリーン印刷されていますが、そこに「105」が表示されます...メガオームを印刷するスクリーンはあまりにも多くの場所を占めているに違いありません!興味深いことに、これらは「モノリシックIC」または現在のICとは対照的に、「ハイブリッドIC」と呼ばれることもありました。
ブライアンドラモンド

ああ、あなたがそれを言ったので、私は抵抗器のマークに決して気づきませんでしたが、それらは明らかにそこにあります。
PlasmaHH

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これは、表面実装技術の進化のスナップショットです。1980年代の中頃、人々は回路密度を高めようと必死でした。既存の技術は、チップとワイヤのハイブリッドで、ICダイがマウントされ、厚膜ハイブリッド基板にワイヤボンディングされていました。ハイブリッド基質は通常、アルミアでした。表面実装部品については、セラミックチップキャップと、その後のセラミック(厚膜)フィルム抵抗器、そして見栄えの良い円筒形ダイオードのみでした。

ICをワイヤボンディングする必要がないように、最初にダイを取り、セラミックのリードレスチップキャリア(LCC)に取り付けました。熱膨張とリードレス実装について多くの懸念があったため、最も安全なアプローチはすべてセラミックを使用することでした。その後、ピン数の少ないアクティブパーツで最初のSOICパッケージが登場し始めました。

これらの種類のSIPセラミックボードのいくつかは、電力回路でも使用されていました。その場合、熱伝導率も問題であったため、BeO基板が時々使用されました。BeOはセラミックのままであれば問題ありませんが、これらの一部が使用中に見える可能性のある高電力と電圧を考えると、破損することがあります。BeOは有毒で放出される可能性があります。


うーん、それは理にかなっているように聞こえますが、私の場合にはあまり合いません。同じ方法で取り付けられたメインPCBおよびその他のモジュールには、他のすべての種類のsmtコンポーネントが含まれていました。別のセラミックモジュールには、SO14(または同様のメモリからの)チップも含まれています。ただし、このモジュールを最初の80年代の設計から90年代の設計に引き継がれたものと考えると、うまくいくでしょう(特に、これらのモジュールが大量に在庫されている場合に、動作するものを変更する理由など)
PlasmaHH

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すでに提供された答えに加えて、他の典型的な材料と比較してセラミックの優れた熱的および機械的特性が、この用途にセラミックを使用する理由だと思います。


モジュールは電力処理用ではなく、信号処理用です。したがって、多くのエネルギーを消費する必要があったとは思いません。さらに、PCBには、非セラミックバージョンのより垂直に取り付けられたPCBの束が含まれていました。レーザーカット抵抗は、回路がトリミングを必要とする良い兆候だと思います。
PlasmaHH
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