Zeramikazko PCBen eta FR4 PCB tradizionalen arteko aldea
Gai honi buruz eztabaidatu aurretik, uler dezagun zer den zeramikazko PCBak eta zer diren FR4 PCBak.
Zeramikazko Zirkuitu Plaka zeramikazko materialetan oinarrituta fabrikatutako zirkuitu plaka mota bati esaten zaio, zeramikazko PCB (zirkuitu inprimatua) izenez ere ezagutzen dena. Beira-zuntzez indartutako plastikozko (FR-4) substratu arruntak ez bezala, zeramikazko zirkuitu plakek zeramikazko substratuak erabiltzen dituzte, tenperatura-egonkortasun handiagoa, erresistentzia mekaniko hobea, propietate dielektriko hobeak eta iraupen luzeagoa eman dezaketenak. Zeramikazko PCBak tenperatura altuko, maiztasun handiko eta potentzia handiko zirkuituetan erabiltzen dira batez ere, hala nola, LED argiak, potentzia-anplifikadoreak, laser erdieroaleak, RF transzeitoreak, sentsoreak eta mikrouhin-gailuak.
Zirkuitu-plakak osagai elektronikoen oinarrizko materialari egiten dio erreferentzia, PCB edo zirkuitu inprimatu-plaka gisa ere ezagutzen dena. Osagai elektronikoak muntatzeko eramaile bat da, metalezko zirkuitu ereduak substratu ez-eroaleetan inprimatuz, eta gero bide eroaleak sortuz korrosio kimikoa, kobre elektrolitikoa eta zulaketa bezalako prozesuen bidez.
Jarraian, zeramikazko CCL eta FR4 CCL arteko konparaketa bat da, haien desberdintasunak, abantailak eta desabantailak barne.
| Ezaugarriak | Zeramika CCL | FR4 CCL |
| Osagai materialak | Zeramika | Beira-zuntzez indartutako epoxi erretxina |
| Eroankortasuna | N | ETA |
| Eroankortasun termikoa (W/mK) | 10-210 | 0,25-0,35 |
| Lodiera sorta | 0,1-3 mm | 0,1-5 mm |
| Prozesatzeko zailtasuna | Alta | Baxua |
| Fabrikazio-kostua | Alta | Baxua |
| Abantailak | Tenperatura altuko egonkortasun ona, errendimendu dielektriko ona, erresistentzia mekaniko handia eta bizitza luzea | Ohiko materialak, fabrikazio kostu baxua, prozesatzeko erraza, maiztasun baxuko aplikazioetarako egokiak |
| Desabantailak | Fabrikazio kostu handia, prozesatzeko zaila, maiztasun handiko edo potentzia handiko aplikazioetarako soilik egokia | Konstante dielektriko ezegonkorra, tenperatura aldaketa handiak, erresistentzia mekaniko baxua eta hezetasunarekiko sentikortasuna |
| Prozesuak | Gaur egun, bost CCL termiko zeramikazko mota ohikoak daude, besteak beste, HTCC, LTCC, DBC, DPC, LAM, etab. | IC eramaile-taula, zurrun-flexio-plaka, HDI lurperatuta/itsua taula bidez, alde bakarreko taula, alde biko taula, geruza anitzeko taula |
Zeramikazko PCB
Material ezberdinen aplikazio eremuak:
Alumina zeramika (Al2O3): isolamendu bikaina, tenperatura altuko egonkortasuna, gogortasuna eta indar mekanikoa ditu potentzia handiko gailu elektronikoetarako egokia izateko.
Aluminio nitrurozko zeramika (AlN): eroankortasun termiko handiko eta egonkortasun termiko onarekin, potentzia handiko gailu elektronikoetarako eta LED argiztapen eremuetarako egokia da.
Zirkonia zeramika (ZrO2): sendotasun handiko, gogortasun handiko eta higadura erresistentzia duen, tentsio handiko ekipo elektrikoetarako egokia da.
Prozesu ezberdinen aplikazio eremuak:
HTCC (High Temperature Co fired Ceramics): Tenperatura altuko eta potentzia handiko aplikazioetarako egokia, hala nola potentzia elektronika, aeroespaziala, satelite bidezko komunikazioa, komunikazio optikoa, ekipamendu medikoa, automobilgintzako elektronika, petrokimika eta beste industria batzuk. Produktuen adibideen artean, potentzia handiko LEDak, potentzia-anplifikadoreak, induktoreak, sentsoreak, energia biltegiratzeko kondentsadoreak, etab.
LTCC (Low Temperature Co fired Ceramics): Mikrouhin-labe gailuak fabrikatzeko egokia da, hala nola RF, mikrouhin-labea, antena, sentsore, iragazkia, potentzia-banatzailea, etab. Horrez gain, medikuntzan, automobilgintzan, aeroespazialean, komunikazioan, etab. elektronika eta beste arlo batzuk. Produktu-adibideen artean mikrouhin-moduluak, antena-moduluak, presio-sentsoreak, gas-sentsoreak, azelerazio-sentsoreak, mikrouhin-iragazkiak, potentzia-banatzaileak, etab.
DBC (Direct Bond Copper): Potentzia handiko gailu erdieroaleen (adibidez, IGBT, MOSFET, GaN, SiC, etab.) beroa xahutzeko egokia, eroankortasun termiko eta erresistentzia mekaniko bikainarekin. Produktuen adibideen artean potentzia-moduluak, potentzia-elektronika, ibilgailu elektrikoen kontrolagailuak, etab.
DPC (Direct Plate Copper Multilayer Printed Circuit Board): potentzia handiko LED argien beroa xahutzeko erabiltzen da batez ere intentsitate handiko, eroankortasun termiko handiko eta errendimendu elektriko handiko ezaugarriekin. Produktuen adibideen artean, LED argiak, UV LEDak, COB LEDak, etab.
LAM (Laser Activation Metallization for Hybrid Ceramic Metal Laminate): beroa xahutzeko eta errendimendu elektrikoa optimizatzeko erabil daiteke potentzia handiko LED argietan, potentzia-moduluetan, ibilgailu elektrikoetan eta beste eremu batzuetan. Produktuen adibideen artean, LED argiak, potentzia-moduluak, ibilgailu elektrikoen motor-gidariak, etab.
FR4 PCB
IC eramaile-taulak, Rigid-Flex plakak eta HDI itsu/taulen bidez lurperatutako PCB motak erabiltzen dira, industria eta produktu desberdinetan aplikatzen direnak:
IC eramaile-plaka: erabili ohi den zirkuitu inprimatua da, batez ere txip-probak egiteko eta gailu elektronikoetan ekoizteko erabiltzen dena. Aplikazio arruntak erdieroaleen ekoizpena, fabrikazio elektronikoa, aeroespaziala, militarra eta beste arlo batzuk dira.
Rigid-Flex plaka: FPC PCB zurrunarekin konbinatzen dituen material konposatuzko plaka da, zirkuitu plaka malgu eta zurrunen abantailekin. Aplikazio arruntak kontsumo-elektronika, ekipamendu medikoa, automobilgintza-elektronika, aeroespaziala eta beste alor batzuk dira.
HDI itsu/taularen bidez lurperatuta: dentsitate handiko interkonexio-zirkuitu inprimatu plaka bat da, lerro dentsitate handiagoarekin eta irekidura txikiagoarekin, bilgarri txikiagoak eta errendimendu handiagoa lortzeko. Aplikazio arruntak komunikazio mugikorrak, ordenagailuak, kontsumo-elektronika eta beste alor batzuk dira.