A különbség a kerámia NYÁK és a hagyományos FR4 PCB között
Mielőtt ezt a kérdést megvitatnánk, először értsük meg, mik a kerámia PCB-k és mik az FR4 PCB-k.
A kerámia áramköri lap a kerámia anyagokból gyártott áramköri lapokra vonatkozik, más néven kerámia PCB-nek (nyomtatott áramköri lapnak). A szokásos üvegszál-erősítésű műanyag (FR-4) hordozókkal ellentétben a kerámia áramköri lapok kerámia hordozót használnak, amely nagyobb hőmérsékleti stabilitást, jobb mechanikai szilárdságot, jobb dielektromos tulajdonságokat és hosszabb élettartamot biztosít. A kerámia PCB-ket főként magas hőmérsékletű, nagyfrekvenciás és nagy teljesítményű áramkörökben használják, mint például LED-lámpák, teljesítményerősítők, félvezető lézerek, RF adó-vevők, érzékelők és mikrohullámú készülékek.
Az áramköri lap az elektronikus alkatrészek alapanyaga, más néven PCB vagy nyomtatott áramkör. Ez egy hordozó az elektronikus alkatrészek összeszereléséhez, fém áramkörök mintázatainak nem vezető hordozóra történő nyomtatásával, majd vezető utakat hoz létre olyan folyamatokon keresztül, mint a kémiai korrózió, az elektrolitikus réz és a fúrás.
Az alábbiakban a kerámia CCL és az FR4 CCL összehasonlítását mutatjuk be, beleértve különbségeiket, előnyeiket és hátrányaikat.
| Jellemzők | Kerámia CCL | FR4 CCL |
| Anyagi komponensek | Kerámiai | Üvegszál erősítésű epoxigyanta |
| Vezetőképesség | N | ÉS |
| Hővezetőképesség (W/mK) | 10-210 | 0,25-0,35 |
| Vastagság tartomány | 0,1-3 mm | 0,1-5 mm |
| Feldolgozási nehézség | Magas | Alacsony |
| Gyártási költség | Magas | Alacsony |
| Előnyök | Jó magas hőmérsékleti stabilitás, jó dielektromos teljesítmény, nagy mechanikai szilárdság és hosszú élettartam | Hagyományos anyagok, alacsony gyártási költség, könnyű feldolgozás, alkalmas alacsony frekvenciájú alkalmazásokhoz |
| Hátrányok | Magas gyártási költség, nehéz feldolgozás, csak nagyfrekvenciás vagy nagy teljesítményű alkalmazásokhoz alkalmas | Instabil dielektromos állandó, nagy hőmérséklet-változások, alacsony mechanikai szilárdság és nedvességérzékenység |
| Folyamatok | Jelenleg öt általános kerámia termikus CCL típus létezik, köztük a HTCC, LTCC, DBC, DPC, LAM stb. | IC hordozólap, Rigid-Flex kártya, HDI betemetett/vak lapon keresztül, egyoldalas tábla, kétoldalas tábla, többrétegű tábla |
Kerámia PCB
Különböző anyagok felhasználási területei:
Alumínium-oxid kerámia (Al2O3): Kiváló szigeteléssel, magas hőmérsékleti stabilitással, keménységgel és mechanikai szilárdsággal rendelkezik, így alkalmas nagy teljesítményű elektronikus eszközökhöz.
Alumínium-nitrid kerámia (AlN): Magas hővezető képességével és jó hőstabilitásával alkalmas nagy teljesítményű elektronikai eszközökhöz és LED-es világítóterekhez.
Cirkónium-oxid kerámia (ZrO2): nagy szilárdsággal, nagy keménységgel és kopásállósággal alkalmas nagyfeszültségű elektromos berendezésekhez.
Különböző folyamatok alkalmazási területei:
HTCC (High Temperature Co égetett kerámia): Alkalmas magas hőmérsékletű és nagy teljesítményű alkalmazásokhoz, mint például a teljesítményelektronika, az űrhajózás, a műholdas kommunikáció, az optikai kommunikáció, az orvosi berendezések, az autóelektronika, a petrolkémiai és más iparágak. A termékpéldák közé tartoznak a nagy teljesítményű LED-ek, teljesítményerősítők, induktorok, érzékelők, energiatároló kondenzátorok stb.
LTCC (Low Temperature Co fired Ceramics): Alkalmas mikrohullámú készülékek, például RF, mikrohullámú sütő, antenna, érzékelő, szűrő, áramelosztó stb. gyártására. Ezen kívül használható az orvosi, autóipari, űrkutatási, kommunikációs, elektronika és egyéb területek. A termékpéldák közé tartoznak a mikrohullámú modulok, antennamodulok, nyomásérzékelők, gázérzékelők, gyorsulásérzékelők, mikrohullámú szűrők, teljesítményelosztók stb.
DBC (Direct Bond Copper): Alkalmas nagy teljesítményű félvezető eszközök (például IGBT, MOSFET, GaN, SiC stb.) hőelvezetésére, kiváló hővezető képességgel és mechanikai szilárdsággal. Példák a termékre: teljesítménymodulok, teljesítményelektronika, elektromos járművezérlők stb.
DPC (Direct Plate Copper Multilayer Printed Circuit Board): elsősorban nagy intenzitású, nagy hővezető képességű és nagy elektromos teljesítményű, nagy teljesítményű LED-lámpák hőelvezetésére szolgál. A termékpéldák közé tartoznak a LED lámpák, az UV LED-ek, a COB LED-ek stb.
LAM (lézeres aktiváló fémezés hibrid kerámia fémlaminátumhoz): felhasználható hőelvezetésre és az elektromos teljesítmény optimalizálására nagy teljesítményű LED-lámpákban, teljesítménymodulokban, elektromos járművekben és más területeken. A termékpéldák közé tartoznak a LED-lámpák, a teljesítménymodulok, az elektromos járművek motorjainak meghajtói stb.
FR4 PCB
Az IC hordozólapok, a merev-flexes táblák és a HDI zsalugáteres/betemetett lapok gyakran használt PCB-típusok, amelyeket a következőképpen alkalmaznak a különböző iparágakban és termékekben:
IC hordozókártya: Ez egy általánosan használt nyomtatott áramköri kártya, amelyet elsősorban chip tesztelésére és elektronikai eszközök gyártására használnak. A gyakori alkalmazások közé tartozik a félvezetőgyártás, az elektronikai gyártás, a repülőgépgyártás, a katonai és egyéb területek.
Rigid-Flex kártya: Ez egy kompozit anyagú kártya, amely az FPC-t merev PCB-vel kombinálja, a rugalmas és merev áramköri lapok előnyeivel egyaránt. A gyakori alkalmazások közé tartozik a fogyasztói elektronika, az orvosi berendezések, az autóelektronika, a repülőgépipar és más területek.
HDI vak/temetett lapon keresztül: Ez egy nagy sűrűségű, összekapcsolt nyomtatott áramköri kártya nagyobb vonalsűrűséggel és kisebb rekesznyílással a kisebb csomagolás és nagyobb teljesítmény elérése érdekében. A gyakori alkalmazások közé tartozik a mobilkommunikáció, a számítógépek, a fogyasztói elektronika és más területek.