Зачем печатать модуль печатной платы на керамике?

13

Это то, о чем я говорю (нажмите, чтобы увеличить):

Введите описание изображения здесь

Это из старой (1990-х) телефонной системы. Было несколько линий, некоторые цифровые, некоторые аналоговые, и на выходном каскаде эти модули (двухсторонние) стояли (в щели) на основной печатной плате и припаивались к ней (с выводами, которые вы можете видеть).

На этой вещи было несколько других вспомогательных печатных плат, но только они были керамического типа. Итак, вопрос: почему те напечатаны на керамике?

Кажется, что следы будут иметь более высокое сопротивление, и общая стоимость строительства для необычных печатных плат часто выше, чем для установленных процессов. С другой стороны, это похоже на многослойность, а на другой стороне тоже многослойность, что заставило меня задуматься, дешевле ли это, чем «настоящая» четырехслойная печатная плата (так как у нее нет переходных отверстий). Но затем в некоторых модулях (к сожалению, я не могу вспомнить, какие из них были для цифровых, а какие для аналоговых линий) была заполнена только одна сторона.

PlasmaHH
источник
Скорее всего, это было сделано для диэлектрических свойств, но компоновка не похожа на радиочастотный материал.
Самуил
@ Самуил: это не RF, это либо аналоговый телефон, либо ISDN, либо проприетарный ISDN, как.
PlasmaHH
Есть ли компоненты на другой стороне? Может быть, более дешевый способ уменьшить плотность?
Некоторое оборудование Гай
1
Ох, F-образный край и толстопленочная керамика. У меня есть воспоминания.
gsills
@SomeHardwareGuy: «а другая сторона тоже многослойная» да, это, по сути, четырехслойная плата, но у них были другие такие четырехслойные модули на основной плате, если бы она была дешевле, то они, вероятно, тоже были бы керамическими.
PlasmaHH

Ответы:

12

Это относительно недорогой метод строительства, если вы делаете десятки тысяч единиц. Это / было известно как «гибридный модуль» или «керамический гибридный модуль».

Обратите внимание, что все резисторы имеют трафаретную печать на подложке (темные прямоугольники). Также обратите внимание, что они могут сделать несколько слоев проводников, потому что они печатают изолирующие слои между каждым из слоев.

Наконец, поскольку резисторы открыты, они могут подрезать каждый резистор перед нанесением окончательного защитного верхнего слоя. Это делает этот тип конструкции чрезвычайно привлекательным, если схемы требуют точной обрезки. Вы увидите обрезку в виде лазерного разреза в корпусе резистора - разрез обычно имеет форму буквы «L». Короткая ножка буквы «L» - начальная грубая обрезка, вертикальная часть обрезки - точная.

Я часто видел этот тип конструкции для прецизионных аналоговых фильтров и телефонных гибридных сетей (с 2-проводным и 4-проводным преобразованием).

Дуэйн Рейд
источник
3
АКА "Толстопленочный гибрид".
Дэйв Твид
Также широко используется в качестве выходного каскада в видеосистемах старых домашних компьютеров (таких как Amiga A500).
Majenko
Большинство резисторов имеют трафаретную печать, но я вижу там «105» ... трафаретная печать мегома, должно быть, заняла слишком много места! Интересно, что их иногда называли «гибридными микросхемами» в отличие от «монолитных микросхем» или современных микросхем.
Брайан Драммонд
Ах, теперь, когда вы это говорите, я никогда не замечал отметок на резисторах, но они явно есть.
PlasmaHH
4

Это снимок эволюции технологии поверхностного монтажа. В середине 1980-х люди отчаянно пытались увеличить плотность контуров. Существующей технологией была гибридная микросхема и проволока, в которой были смонтированы ИС-кристаллы и проволока была прикреплена к толстопленочным гибридным подложкам. Гибридными субстратами обычно были глинозем. Единственными частями для поверхностного монтажа были керамическая микросхема, затем керамические (толстые) пленочные резисторы, а также забавные на вид цилиндрические диоды.

Чтобы микросхемы не нужно было соединять проводами, сначала их брали и монтировали в керамические держатели чипов без свинца (LCC). Было большое беспокойство о тепловом расширении и бессвинцовой установке, таким образом, самый безопасный подход, казалось, использовал керамическое все. Тогда первые пакеты SOIC начали появляться для активных деталей с низким количеством выводов.

Некоторые из этих видов керамических плат SIP также использовались в цепях питания. В этом случае теплопроводность также была проблемой, поэтому иногда использовались субстраты BeO. BeO в порядке, пока он остается керамическим, но, учитывая высокую мощность и напряжение, некоторые из них могут быть замечены при использовании, иногда могут быть повреждены. BeO может быть выпущен в силу, что является токсичным.

gsills
источник
Хм, это звучит разумно, но не очень хорошо вписывается в мой случай. Основная печатная плата и другие модули, которые были смонтированы таким же образом, содержали все другие компоненты smt. Другой керамический модуль также содержит чип SO14 (или похожий, по моей памяти). Было бы лучше, если бы мы думали об этом модуле как об остатке от первого дизайна 80-х, перенесенного на дизайн 90-х (зачем менять то, что работает, может быть, особенно если у вас в наличии много таких модулей ...)
PlasmaHH
1

В дополнение к уже предоставленным ответам, я думаю, что превосходные термические и механические характеристики керамики по сравнению с другими типичными материалами были причинами для ее использования в этом приложении.

Guill
источник
Модули предназначены для обработки сигналов, а не для питания, поэтому я сомневаюсь, что им пришлось рассеивать много энергии. Кроме того, печатная плата содержала множество более вертикально установленных печатных плат в некерамических версиях; Я думаю, что лазерные резисторы являются хорошим признаком того, что цепь нуждается в подстройке.
PlasmaHH