Perbedaan antara PCB Keramik dan PCB FR4 Tradisional
Sebelum membahas masalah ini, mari kita pahami dulu apa itu PCB keramik dan apa itu PCB FR4.
Papan Sirkuit Keramik mengacu pada jenis papan sirkuit yang diproduksi berdasarkan bahan keramik, juga dikenal sebagai PCB Keramik (papan sirkuit cetak). Tidak seperti substrat plastik yang diperkuat serat kaca (FR-4) pada umumnya, papan sirkuit keramik menggunakan substrat keramik, yang dapat memberikan stabilitas suhu lebih tinggi, kekuatan mekanik lebih baik, sifat dielektrik lebih baik, dan umur lebih lama. PCB keramik terutama digunakan dalam sirkuit suhu tinggi, frekuensi tinggi, dan daya tinggi, seperti lampu LED, amplifier daya, laser semikonduktor, transceiver RF, sensor, dan perangkat gelombang mikro.
Papan Sirkuit mengacu pada bahan dasar komponen elektronik, juga dikenal sebagai PCB atau papan sirkuit cetak. Ini adalah pembawa untuk merakit komponen elektronik dengan mencetak pola sirkuit logam pada substrat non-konduktif, dan kemudian membuat jalur konduktif melalui proses seperti korosi kimia, tembaga elektrolitik, dan pengeboran.
Berikut perbandingan keramik CCL dan FR4 CCL beserta perbedaan, kelebihan dan kekurangannya.
| Karakteristik | Keramik CCL | FR4 CCL |
| Komponen Bahan | Keramik | Resin epoksi yang diperkuat serat kaca |
| Daya konduksi | N | DAN |
| Konduktivitas Termal (W/mK) | 10-210 | 0,25-0,35 |
| Kisaran Ketebalan | 0,1-3 mm | 0,1-5mm |
| Kesulitan Pemrosesan | Tinggi | Rendah |
| Biaya produksi | Tinggi | Rendah |
| Keuntungan | Stabilitas suhu tinggi yang baik, kinerja dielektrik yang baik, kekuatan mekanik yang tinggi, dan masa pakai yang lama | Bahan konvensional, biaya produksi rendah, pemrosesan mudah, cocok untuk aplikasi frekuensi rendah |
| Kekurangan | Biaya produksi tinggi, pemrosesan sulit, hanya cocok untuk aplikasi frekuensi tinggi atau daya tinggi | Konstanta dielektrik yang tidak stabil, perubahan suhu yang besar, kekuatan mekanik yang rendah, dan kerentanan terhadap kelembaban |
| Proses | Saat ini, ada lima jenis CCL termal keramik yang umum, termasuk HTCC, LTCC, DBC, DPC, LAM, dll. | Papan pembawa IC, papan Rigid-Flex, papan HDI terkubur/buta melalui, papan satu sisi, papan dua sisi, papan multi-lapis |
PCB Keramik
Bidang aplikasi bahan yang berbeda:
Keramik Alumina (Al2O3): Memiliki insulasi yang sangat baik, stabilitas suhu tinggi, kekerasan, dan kekuatan mekanik sehingga cocok untuk perangkat elektronik berdaya tinggi.
Keramik Aluminium Nitrida (AlN): Dengan konduktivitas termal yang tinggi dan stabilitas termal yang baik, cocok untuk perangkat elektronik berdaya tinggi dan bidang pencahayaan LED.
Keramik zirkonia (ZrO2): dengan kekuatan tinggi, kekerasan tinggi, dan ketahanan aus, cocok untuk peralatan listrik bertegangan tinggi.
Bidang aplikasi dari berbagai proses:
HTCC (Keramik berbahan bakar Co Suhu Tinggi): Cocok untuk aplikasi suhu tinggi dan daya tinggi, seperti elektronika daya, ruang angkasa, komunikasi satelit, komunikasi optik, peralatan medis, elektronik otomotif, petrokimia, dan industri lainnya. Contoh produknya meliputi LED berdaya tinggi, amplifier daya, induktor, sensor, kapasitor penyimpan energi, dll.
LTCC (Keramik Co-fire Suhu Rendah): Cocok untuk pembuatan perangkat gelombang mikro seperti RF, gelombang mikro, antena, sensor, filter, pembagi daya, dll. Selain itu, dapat juga digunakan dalam bidang medis, otomotif, dirgantara, komunikasi, elektronik dan bidang lainnya. Contoh produknya antara lain modul gelombang mikro, modul antena, sensor tekanan, sensor gas, sensor akselerasi, filter gelombang mikro, pembagi daya, dll.
DBC (Tembaga Ikatan Langsung): Cocok untuk pembuangan panas perangkat semikonduktor berdaya tinggi (seperti IGBT, MOSFET, GaN, SiC, dll.) dengan konduktivitas termal dan kekuatan mekanik yang sangat baik. Contoh produknya meliputi modul daya, elektronika daya, pengontrol kendaraan listrik, dll.
DPC (Papan Sirkuit Cetak Multilapis Tembaga Pelat Langsung): terutama digunakan untuk pembuangan panas lampu LED berdaya tinggi dengan karakteristik intensitas tinggi, konduktivitas termal tinggi, dan kinerja listrik tinggi. Contoh produknya antara lain lampu LED, LED UV, LED COB, dll.
LAM (Laser Activation Metallization for Hybrid Ceramic Metal Laminate): dapat digunakan untuk pembuangan panas dan optimalisasi kinerja kelistrikan pada lampu LED berdaya tinggi, modul daya, kendaraan listrik, dan bidang lainnya. Contoh produknya antara lain lampu LED, modul daya, penggerak motor kendaraan listrik, dll.
FR4 PCB
Papan pembawa IC, papan Rigid-Flex, dan papan HDI blind/buried via adalah jenis PCB yang umum digunakan, yang diterapkan di berbagai industri dan produk sebagai berikut:
Papan pembawa IC: Ini adalah papan sirkuit cetak yang umum digunakan, terutama digunakan untuk pengujian chip dan produksi perangkat elektronik. Aplikasi umum meliputi produksi semikonduktor, manufaktur elektronik, dirgantara, militer, dan bidang lainnya.
Papan Rigid-Flex: Ini adalah papan material komposit yang menggabungkan FPC dengan PCB kaku, dengan keunggulan papan sirkuit fleksibel dan kaku. Aplikasi umum meliputi elektronik konsumen, peralatan medis, elektronik otomotif, ruang angkasa, dan bidang lainnya.
HDI buta/terkubur melalui papan: Ini adalah papan sirkuit cetak interkoneksi kepadatan tinggi dengan kepadatan garis lebih tinggi dan bukaan lebih kecil untuk mencapai kemasan lebih kecil dan kinerja lebih tinggi. Aplikasi umum meliputi komunikasi seluler, komputer, elektronik konsumen, dan bidang lainnya.