განსხვავება კერამიკულ PCB-ებსა და ტრადიციულ FR4 PCB-ებს შორის
სანამ ამ საკითხს განვიხილავთ, ჯერ გავიგოთ, რა არის კერამიკული PCB და რა არის FR4 PCB.
კერამიკული მიკროსქემის დაფა ეხება მიკროსქემის ტიპს, რომელიც წარმოებულია კერამიკული მასალების საფუძველზე, ასევე ცნობილია როგორც კერამიკული PCB (ბეჭდური მიკროსქემის დაფა). ჩვეულებრივი მინის ბოჭკოებით გამაგრებული პლასტმასის (FR-4) სუბსტრატებისგან განსხვავებით, კერამიკული მიკროსქემის დაფები იყენებს კერამიკულ სუბსტრატს, რომელსაც შეუძლია უზრუნველყოს უფრო მაღალი ტემპერატურის სტაბილურობა, უკეთესი მექანიკური სიმტკიცე, უკეთესი დიელექტრიკული თვისებები და უფრო ხანგრძლივი სიცოცხლე. კერამიკული PCB ძირითადად გამოიყენება მაღალი ტემპერატურის, მაღალი სიხშირის და მაღალი სიმძლავრის სქემებში, როგორიცაა LED ნათურები, დენის გამაძლიერებლები, ნახევარგამტარული ლაზერები, RF გადამცემები, სენსორები და მიკროტალღური მოწყობილობები.
მიკროსქემის დაფა ეხება ელექტრონული კომპონენტების ძირითად მასალას, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც PCB ან ბეჭდური მიკროსქემის დაფა. ეს არის მატარებელი ელექტრონული კომპონენტების აწყობისთვის, ლითონის წრეების შაბლონების დაბეჭდვით არაგამტარ სუბსტრატებზე და შემდეგ ქმნის გამტარ ბილიკებს ისეთი პროცესების მეშვეობით, როგორიცაა ქიმიური კოროზია, ელექტროლიტური სპილენძი და ბურღვა.
ქვემოთ მოცემულია შედარება კერამიკულ CCL-სა და FR4 CCL-ს შორის, მათ შორის განსხვავებები, უპირატესობები და უარყოფითი მხარეები.
| მახასიათებლები | კერამიკული CCL | FR4 CCL |
| მატერიალური კომპონენტები | კერამიკული | შუშის ბოჭკოებით გამაგრებული ეპოქსიდური ფისი |
| გამტარობა | ნ | და |
| თბოგამტარობა (W/mK) | 10-210 წწ | 0,25-0,35 |
| სისქის დიაპაზონი | 0,1-3 მმ | 0,1-5 მმ |
| დამუშავების სირთულე | მაღალი | დაბალი |
| წარმოების ღირებულება | მაღალი | დაბალი |
| უპირატესობები | კარგი მაღალი ტემპერატურის სტაბილურობა, კარგი დიელექტრიკის შესრულება, მაღალი მექანიკური სიმტკიცე და ხანგრძლივი მომსახურების ვადა | ჩვეულებრივი მასალები, წარმოების დაბალი ღირებულება, მარტივი დამუშავება, შესაფერისი დაბალი სიხშირის გამოყენებისთვის |
| ნაკლოვანებები | წარმოების მაღალი ღირებულება, რთული დამუშავება, შესაფერისი მხოლოდ მაღალი სიხშირის ან მაღალი სიმძლავრის აპლიკაციებისთვის | არასტაბილური დიელექტრიკული მუდმივი, დიდი ტემპერატურის ცვლილებები, დაბალი მექანიკური სიმტკიცე და ტენიანობისადმი მგრძნობელობა |
| პროცესები | ამჟამად, არსებობს კერამიკული თერმული CCL-ის ხუთი გავრცელებული ტიპი, მათ შორის HTCC, LTCC, DBC, DPC, LAM და ა.შ. | IC გადამზიდავი დაფა, Rigid-Flex დაფა, HDI ჩამარხული/ბრმა დაფის მეშვეობით, ცალმხრივი დაფა, ორმხრივი დაფა, მრავალშრიანი დაფა |
კერამიკული PCB
სხვადასხვა მასალის გამოყენების ველები:
ალუმინის კერამიკა (Al2O3): მას აქვს შესანიშნავი იზოლაცია, მაღალი ტემპერატურის სტაბილურობა, სიმტკიცე და მექანიკური სიძლიერე, რათა შესაფერისი იყოს მაღალი სიმძლავრის ელექტრონული მოწყობილობებისთვის.
ალუმინის ნიტრიდის კერამიკა (AlN): მაღალი თერმული კონდუქტომეტრით და კარგი თერმული სტაბილურობით, შესაფერისია მაღალი სიმძლავრის ელექტრონული მოწყობილობებისთვის და LED განათების ველებისთვის.
ცირკონიის კერამიკა (ZrO2): მაღალი სიმტკიცით, მაღალი სიმტკიცით და აცვიათ წინააღმდეგობით, შესაფერისია მაღალი ძაბვის ელექტრო მოწყობილობებისთვის.
სხვადასხვა პროცესის გამოყენების ველები:
HTCC (High Temperature Co-Fired Ceramics): ვარგისია მაღალი ტემპერატურისა და მაღალი სიმძლავრის აპლიკაციებისთვის, როგორიცაა ენერგეტიკული ელექტრონიკა, აერონავტიკა, სატელიტური კომუნიკაცია, ოპტიკური კომუნიკაცია, სამედიცინო აღჭურვილობა, საავტომობილო ელექტრონიკა, ნავთობქიმიური და სხვა ინდუსტრიები. პროდუქტის მაგალითებში შედის მაღალი სიმძლავრის LED-ები, დენის გამაძლიერებლები, ინდუქტორები, სენსორები, ენერგიის შესანახი კონდენსატორები და ა.შ.
LTCC (დაბალ ტემპერატურულ კერამიკა): შესაფერისია მიკროტალღური მოწყობილობების წარმოებისთვის, როგორიცაა RF, მიკროტალღური ღუმელი, ანტენა, სენსორი, ფილტრი, დენის გამყოფი და ა. ელექტრონიკა და სხვა სფეროები. პროდუქტის მაგალითებში შედის მიკროტალღური მოდულები, ანტენის მოდულები, წნევის სენსორები, გაზის სენსორები, აჩქარების სენსორები, მიკროტალღური ფილტრები, დენის გამყოფები და ა.შ.
DBC (Direct Bond Copper): შესაფერისია მაღალი სიმძლავრის ნახევარგამტარული მოწყობილობების (როგორიცაა IGBT, MOSFET, GaN, SiC და ა.შ.) სითბოს გაფრქვევისთვის, შესანიშნავი თბოგამტარობით და მექანიკური სიძლიერით. პროდუქტის მაგალითები მოიცავს დენის მოდულებს, დენის ელექტრონიკას, ელექტრო მანქანების კონტროლერებს და ა.შ.
DPC (Direct Plate Copper Multilayer Printed Circuit Board): ძირითადად გამოიყენება მაღალი სიმძლავრის LED ნათურების სითბოს გასაფრქვევად მაღალი ინტენსივობის, მაღალი თბოგამტარობისა და მაღალი ელექტრული მუშაობის მახასიათებლებით. პროდუქტის მაგალითებში შედის LED განათება, UV LED-ები, COB LED-ები და ა.შ.
LAM (ლაზერული აქტივაციის მეტალიზება ჰიბრიდული კერამიკული ლითონის ლამინატისთვის): შეიძლება გამოყენებულ იქნას სითბოს გაფრქვევისა და ელექტრული მუშაობის ოპტიმიზაციისთვის მაღალი სიმძლავრის LED განათებებში, დენის მოდულებში, ელექტრო სატრანსპორტო საშუალებებში და სხვა სფეროებში. პროდუქტის მაგალითები მოიცავს LED განათებებს, დენის მოდულებს, ელექტრო მანქანების ძრავის დრაივერებს და ა.შ.
FR4 PCB
IC გადამზიდავი დაფები, Rigid-Flex დაფები და HDI ბრმა/დამარხული დაფებით არის ჩვეულებრივ გამოყენებული ტიპის PCB-ები, რომლებიც გამოიყენება სხვადასხვა ინდუსტრიებსა და პროდუქტებში შემდეგნაირად:
IC გადამზიდავი დაფა: ეს არის საყოველთაოდ გამოყენებული ბეჭდური მიკროსქემის დაფა, რომელიც ძირითადად გამოიყენება ჩიპების ტესტირებისთვის და ელექტრონულ მოწყობილობებში წარმოებისთვის. გავრცელებული აპლიკაციები მოიცავს ნახევარგამტარების წარმოებას, ელექტრონულ წარმოებას, აერონავტიკას, სამხედრო და სხვა სფეროებს.
Rigid-Flex დაფა: ეს არის კომპოზიტური მასალის დაფა, რომელიც აერთიანებს FPC-ს და ხისტი PCB-ს, როგორც მოქნილი, ასევე ხისტი მიკროსქემის უპირატესობებით. გავრცელებული აპლიკაციები მოიცავს სამომხმარებლო ელექტრონიკას, სამედიცინო აღჭურვილობას, საავტომობილო ელექტრონიკას, აერონავტიკას და სხვა სფეროებს.
HDI ბრმა/დამარხული დაფის მეშვეობით: ეს არის მაღალი სიმკვრივის ურთიერთდაკავშირების ბეჭდური მიკროსქემის დაფა, უფრო მაღალი ხაზის სიმკვრივით და უფრო მცირე დიაფრაგმით, მცირე შეფუთვისა და უფრო მაღალი შესრულების მისაღწევად. გავრცელებული აპლიკაციები მოიცავს მობილურ კომუნიკაციებს, კომპიუტერებს, სამომხმარებლო ელექტრონიკას და სხვა სფეროებს.