تفاوت بین PCB های سرامیکی و PCB های سنتی FR4

قبل از بحث در مورد این موضوع، اجازه دهید ابتدا بفهمیم PCB های سرامیکی چیست و PCB های FR4 چیست.

برد مدار سرامیکی به نوعی از برد مدار ساخته شده بر اساس مواد سرامیکی اشاره دارد که به عنوان PCB سرامیکی (برد مدار چاپی) نیز شناخته می شود. بر خلاف بسترهای پلاستیکی تقویت شده با الیاف شیشه معمولی (FR-4)، تخته های مدار سرامیکی از بسترهای سرامیکی استفاده می کنند که می تواند پایداری دمایی بالاتر، استحکام مکانیکی بهتر، خواص دی الکتریک بهتر و طول عمر بیشتر را فراهم کند. PCB های سرامیکی عمدتاً در مدارهای با دمای بالا، فرکانس بالا و توان بالا مانند چراغ های LED، تقویت کننده های قدرت، لیزرهای نیمه هادی، گیرنده های فرستنده RF، سنسورها و دستگاه های مایکروویو استفاده می شوند.

برد مدار به یک ماده اولیه برای قطعات الکترونیکی اشاره دارد که به عنوان برد مدار چاپی یا مدار چاپی نیز شناخته می شود. این یک حامل برای مونتاژ قطعات الکترونیکی با چاپ الگوهای مدار فلزی بر روی بسترهای غیر رسانا و سپس ایجاد مسیرهای رسانا از طریق فرآیندهایی مانند خوردگی شیمیایی، مس الکترولیتی و حفاری است.

در زیر مقایسه ای بین CCL سرامیکی و FR4 CCL، شامل تفاوت ها، مزایا و معایب آنها ارائه شده است.

PCB سرامیکی

زمینه های کاربرد مواد مختلف:

سرامیک آلومینا (Al2O3): دارای عایق عالی، پایداری در دمای بالا، سختی و استحکام مکانیکی است تا برای دستگاه های الکترونیکی پرقدرت مناسب باشد.

سرامیک آلومینیوم نیترید (AlN): با هدایت حرارتی بالا و پایداری حرارتی خوب، برای دستگاه های الکترونیکی پرقدرت و زمینه های روشنایی LED مناسب است.

سرامیک زیرکونیا (ZrO2): با استحکام بالا، سختی بالا و مقاومت در برابر سایش، برای تجهیزات الکتریکی با ولتاژ بالا مناسب است.

زمینه های کاربردی فرآیندهای مختلف:

HTCC (سرامیک های حرارتی بالا): مناسب برای کاربردهای با دمای بالا و توان بالا، مانند الکترونیک قدرت، هوا فضا، ارتباطات ماهواره ای، ارتباطات نوری، تجهیزات پزشکی، الکترونیک خودرو، پتروشیمی و سایر صنایع. نمونه های محصول عبارتند از LED های پرقدرت، تقویت کننده های قدرت، سلف ها، حسگرها، خازن های ذخیره انرژی و غیره.

LTCC (Low Temperature Co Fired Ceramics): مناسب برای ساخت دستگاه های مایکروویو مانند RF، مایکروویو، آنتن، سنسور، فیلتر، تقسیم کننده برق و غیره. علاوه بر این، می تواند در پزشکی، خودرو، هوا فضا، ارتباطات، الکترونیک و سایر رشته ها نمونه‌های محصول شامل ماژول‌های مایکروویو، ماژول‌های آنتن، سنسورهای فشار، حسگرهای گاز، سنسورهای شتاب، فیلترهای مایکروویو، تقسیم‌کننده‌های قدرت و غیره است.

DBC (مس پیوند مستقیم): مناسب برای اتلاف حرارت دستگاه های نیمه هادی پرقدرت (مانند IGBT، MOSFET، GaN، SiC و غیره) با هدایت حرارتی و استحکام مکانیکی عالی. نمونه‌های محصول شامل ماژول‌های قدرت، الکترونیک قدرت، کنترل‌کننده‌های خودروی الکتریکی و غیره است.

DPC (برد مدار چاپی چند لایه مس مستقیم): عمدتاً برای اتلاف گرما چراغ های LED پرقدرت با ویژگی های شدت بالا، هدایت حرارتی بالا و عملکرد الکتریکی بالا استفاده می شود. نمونه های محصول شامل چراغ های LED، UV LED، COB LED و غیره است.

LAM (متالیزاسیون لیزری برای لمینت فلزی سرامیکی هیبریدی): می تواند برای اتلاف گرما و بهینه سازی عملکرد الکتریکی در چراغ های LED پرقدرت، ماژول های قدرت، وسایل نقلیه الکتریکی و سایر زمینه ها استفاده شود. نمونه‌های محصول شامل چراغ‌های LED، ماژول‌های قدرت، درایورهای موتور خودروهای الکتریکی و غیره است.

PCB FR4

بردهای حامل آی سی، بردهای Rigid-Flex و HDI blind/buried via board ها معمولاً از انواع PCB استفاده می شوند که در صنایع و محصولات مختلف به شرح زیر کاربرد دارند:

برد حامل آی سی: این یک برد مدار چاپی متداول است که عمدتاً برای آزمایش تراشه و تولید در دستگاه های الکترونیکی استفاده می شود. کاربردهای رایج شامل تولید نیمه هادی، ساخت الکترونیک، هوافضا، نظامی و سایر زمینه ها می باشد.

برد Rigid-Flex: این برد مواد کامپوزیتی است که FPC را با PCB صلب ترکیب می‌کند و مزایای برد مدارهای انعطاف‌پذیر و صلب را دارد. کاربردهای رایج شامل لوازم الکترونیکی مصرفی، تجهیزات پزشکی، الکترونیک خودرو، هوافضا و سایر زمینه ها می باشد.

HDI blind/buried via board: این یک برد مدار چاپی با چگالی بالا با تراکم خط بالاتر و دیافراگم کوچکتر برای دستیابی به بسته بندی کوچکتر و عملکرد بالاتر است. کاربردهای متداول شامل ارتباطات سیار، کامپیوتر، لوازم الکترونیکی مصرفی و سایر زمینه ها می باشد.