Razlika između keramičkih PCB-a i tradicionalnih FR4 PCB-a
Prije rasprave o ovom pitanju, prvo shvatimo što su keramički PCB-i i što su FR4 PCB-i.
Keramička pločica se odnosi na vrstu pločice proizvedene na temelju keramičkih materijala, također poznatu kao keramička PCB (tiskana pločica). Za razliku od uobičajenih podloga od plastike ojačane staklenim vlaknima (FR-4), keramičke ploče koriste keramičke podloge, koje mogu pružiti višu temperaturnu stabilnost, bolju mehaničku čvrstoću, bolja dielektrična svojstva i dulji životni vijek. Keramički PCB-ovi uglavnom se koriste u strujnim krugovima visoke temperature, visoke frekvencije i velike snage, kao što su LED svjetla, pojačala snage, poluvodički laseri, RF primopredajnici, senzori i mikrovalni uređaji.
Circuit Board se odnosi na osnovni materijal za elektroničke komponente, također poznat kao PCB ili tiskana ploča. To je nosač za sastavljanje elektroničkih komponenti ispisivanjem uzoraka metalnih krugova na nevodljivim podlogama, a zatim stvaranjem vodljivih puteva kroz procese kao što su kemijska korozija, elektrolitski bakar i bušenje.
Slijedi usporedba između keramičkih CCL i FR4 CCL, uključujući njihove razlike, prednosti i nedostatke.
| Karakteristike | Keramički CCL | FR4 CCL |
| Materijalne komponente | Keramika | Epoksidna smola ojačana staklenim vlaknima |
| Provodljivost | N | I |
| Toplinska vodljivost (W/mK) | 10-210 (prikaz, stručni). | 0,25-0,35 |
| Raspon debljine | 0,1-3 mm | 0,1-5 mm |
| Poteškoće s obradom | visoko | Niska |
| Trošak proizvodnje | visoko | Niska |
| Prednosti | Dobra stabilnost na visokim temperaturama, dobre dielektrične karakteristike, visoka mehanička čvrstoća i dug radni vijek | Konvencionalni materijali, niski troškovi proizvodnje, laka obrada, pogodni za niske frekvencije |
| Nedostaci | Visoki troškovi proizvodnje, teška obrada, prikladno samo za aplikacije visoke frekvencije ili velike snage | Nestabilna dielektrična konstanta, velike promjene temperature, niska mehanička čvrstoća i osjetljivost na vlagu |
| Procesi | Trenutno postoji pet uobičajenih tipova keramičkih toplinskih CCL-ova, uključujući HTCC, LTCC, DBC, DPC, LAM itd. | IC noseća ploča, Rigid-Flex ploča, HDI ukopana/slijepa ploča, jednostrana ploča, dvostrana ploča, višeslojna ploča |
Keramički PCB
Područja primjene različitih materijala:
Aluminijeva keramika (Al2O3): ima izvrsnu izolaciju, stabilnost na visokim temperaturama, tvrdoću i mehaničku čvrstoću kako bi bila prikladna za elektroničke uređaje velike snage.
Aluminij nitrid keramika (AlN): s visokom toplinskom vodljivošću i dobrom toplinskom stabilnošću, prikladna je za elektroničke uređaje velike snage i LED rasvjetna polja.
Cirkonska keramika (ZrO2): visoke čvrstoće, visoke tvrdoće i otpornosti na habanje, pogodna je za visokonaponsku električnu opremu.
Područja primjene različitih procesa:
HTCC (High Temperature Co-Fired Ceramics): Prikladno za aplikacije visoke temperature i velike snage, kao što su energetska elektronika, zrakoplovstvo, satelitska komunikacija, optička komunikacija, medicinska oprema, automobilska elektronika, petrokemijska i druge industrije. Primjeri proizvoda uključuju LED diode velike snage, pojačala snage, induktore, senzore, kondenzatore za pohranu energije itd.
LTCC (Keramika pečena na niskim temperaturama): Pogodno za proizvodnju mikrovalnih uređaja kao što su RF, mikrovalne pećnice, antene, senzori, filtri, razdjelnici snage, itd. Osim toga, također se može koristiti u medicini, automobilskoj, zrakoplovnoj, komunikacijskoj, elektronike i drugih područja. Primjeri proizvoda uključuju mikrovalne module, antenske module, senzore tlaka, senzore plina, senzore ubrzanja, mikrovalne filtre, razdjelnike snage itd.
DBC (Direct Bond Copper): Prikladno za odvođenje topline poluvodičkih uređaja velike snage (kao što su IGBT, MOSFET, GaN, SiC, itd.) s izvrsnom toplinskom vodljivošću i mehaničkom čvrstoćom. Primjeri proizvoda uključuju module napajanja, elektroniku napajanja, kontrolere električnih vozila itd.
DPC (Direct Plate Copper Multilayer Printed Circuit Board): uglavnom se koristi za raspršivanje topline LED svjetala velike snage s karakteristikama visokog intenziteta, visoke toplinske vodljivosti i visokih električnih performansi. Primjeri proizvoda uključuju LED svjetla, UV LED, COB LED, itd.
LAM (Laser Activation Metallization for Hybrid Ceramic Metal Laminate): može se koristiti za disipaciju topline i optimizaciju električnih performansi u LED svjetlima velike snage, energetskim modulima, električnim vozilima i drugim područjima. Primjeri proizvoda uključuju LED svjetla, module napajanja, pogone motora električnih vozila itd.
FR4 PCB
IC noseće ploče, Rigid-Flex ploče i HDI slijepe/ukopane ploče najčešće su korištene vrste PCB-a koje se primjenjuju u različitim industrijama i proizvodima kako slijedi:
IC noseća ploča: To je često korištena tiskana ploča, koja se uglavnom koristi za testiranje čipova i proizvodnju u elektroničkim uređajima. Uobičajene primjene uključuju proizvodnju poluvodiča, elektroničku proizvodnju, zrakoplovstvo, vojsku i druga područja.
Ploča Rigid-Flex: To je ploča od kompozitnog materijala koja kombinira FPC s krutim PCB-om, s prednostima i fleksibilnih i krutih ploča. Uobičajene primjene uključuju potrošačku elektroniku, medicinsku opremu, automobilsku elektroniku, zrakoplovstvo i druga područja.
HDI blind/buired via board: To je tiskana ploča visoke gustoće međusobnog povezivanja s većom gustoćom linija i manjim otvorom blende za postizanje manjeg pakiranja i boljih performansi. Uobičajene primjene uključuju mobilne komunikacije, računala, potrošačku elektroniku i druga područja.