세라믹 PCB와 기존 FR4 PCB의 차이점
이 문제를 논의하기 전에 먼저 세라믹 PCB가 무엇인지, FR4 PCB가 무엇인지 이해해 보겠습니다.
세라믹 회로 기판은 세라믹 재료를 기반으로 제조된 회로 기판 유형을 말하며 세라믹 PCB(인쇄 회로 기판)라고도 합니다. 일반적인 유리 섬유 강화 플라스틱(FR-4) 기판과 달리 세라믹 회로 기판은 더 높은 온도 안정성, 더 나은 기계적 강도, 더 나은 유전 특성 및 더 긴 수명을 제공할 수 있는 세라믹 기판을 사용합니다. 세라믹 PCB는 주로 LED 조명, 전력 증폭기, 반도체 레이저, RF 트랜시버, 센서 및 마이크로파 장치와 같은 고온, 고주파 및 고전력 회로에 사용됩니다.
회로 기판은 전자 부품의 기본 재료로 PCB 또는 인쇄 회로 기판이라고도 합니다. 비전도성 기판에 금속 회로 패턴을 인쇄한 후 화학적 부식, 전해동, 드릴링 등의 공정을 거쳐 전도성 경로를 만들어 전자부품을 조립하는 캐리어입니다.
다음은 세라믹 CCL과 FR4 CCL의 차이점, 장점, 단점을 비교한 것입니다.
| 형질 | 세라믹 CCL | FR4 CCL |
| 재료 구성요소 | 세라믹 | 유리섬유 강화 에폭시 수지 |
| 전도도 | N | 그리고 |
| 열전도율(W/mK) | 10-210 | 0.25-0.35 |
| 두께 범위 | 0.1-3mm | 0.1-5mm |
| 처리 난이도 | 높은 | 낮은 |
| 제조원가 | 높은 | 낮은 |
| 장점 | 우수한 고온 안정성, 우수한 유전 성능, 높은 기계적 강도 및 긴 서비스 수명 | 기존 재료, 낮은 제조 비용, 쉬운 가공, 저주파 응용 분야에 적합 |
| 단점 | 높은 제조 비용, 어려운 가공, 고주파 또는 고전력 애플리케이션에만 적합 | 불안정한 유전 상수, 큰 온도 변화, 낮은 기계적 강도, 습기에 대한 민감성 |
| 프로세스 | 현재 HTCC, LTCC, DBC, DPC, LAM 등 5가지 일반적인 유형의 세라믹 열 CCL이 있습니다. | IC 캐리어 보드, Rigid-Flex 보드, HDI 매립/블라인드 비아 보드, 단면 보드, 양면 보드, 다층 보드 |
세라믹 PCB
다양한 재료의 응용 분야:
알루미나 세라믹(Al2O3) : 절연성, 고온 안정성, 경도, 기계적 강도가 우수하여 고출력 전자기기에 적합합니다.
질화알루미늄 세라믹(AlN): 열전도율이 높고 열안정성이 우수하여 고출력 전자기기 및 LED 조명 분야에 적합합니다.
지르코니아 세라믹(ZrO2): 고강도, 고경도 및 내마모성을 갖추고 있어 고전압 전기 장비에 적합합니다.
다양한 공정의 적용 분야:
HTCC(고온 동시 소성 세라믹): 전력 전자, 항공우주, 위성 통신, 광통신, 의료 장비, 자동차 전자, 석유화학 및 기타 산업과 같은 고온 및 고전력 응용 분야에 적합합니다. 제품 예로는 고전력 LED, 전력 증폭기, 인덕터, 센서, 에너지 저장 커패시터 등이 있습니다.
LTCC(Low Temp Co Fired Ceramics) : RF, 마이크로웨이브, 안테나, 센서, 필터, 전력 분배기 등 마이크로웨이브 장치 제조에 적합합니다. 또한 의료, 자동차, 항공 우주, 통신, 전자 및 기타 분야. 제품 예로는 마이크로파 모듈, 안테나 모듈, 압력 센서, 가스 센서, 가속도 센서, 마이크로파 필터, 전력 분배기 등이 있습니다.
DBC(Direct Bond Copper): 열전도율과 기계적 강도가 우수하여 고전력 반도체 소자(IGBT, MOSFET, GaN, SiC 등)의 방열에 적합합니다. 제품 예로는 파워 모듈, 파워 일렉트로닉스, 전기차 컨트롤러 등이 있습니다.
DPC(Direct Plate Copper Multilayer Printed Circuit Board): 고강도, 높은 열전도율, 높은 전기적 특성을 지닌 고출력 LED 조명의 방열에 주로 사용됩니다. 제품 예로는 LED 조명, UV LED, COB LED 등이 있습니다.
LAM(Laser Activation Metallization for Hybrid Ceramic Metal Laminate): 고출력 LED 조명, 전력 모듈, 전기 자동차 및 기타 분야에서 열 방출 및 전기 성능 최적화에 사용할 수 있습니다. 제품 예로는 LED 조명, 파워 모듈, 전기차 모터 드라이버 등이 있습니다.
FR4 PCB
IC 캐리어 보드, Rigid-Flex 보드 및 HDI 블라인드/매립 보드는 일반적으로 사용되는 PCB 유형으로, 다음과 같이 다양한 산업 및 제품에 적용됩니다.
IC 캐리어 보드: 일반적으로 사용되는 인쇄 회로 기판으로 주로 전자 장치의 칩 테스트 및 생산에 사용됩니다. 일반적인 응용 분야에는 반도체 생산, 전자 제조, 항공우주, 군사 및 기타 분야가 포함됩니다.
Rigid-Flex 보드: FPC와 Rigid PCB를 결합한 복합재료 보드로, 연성회로기판과 Rigid 회로기판의 장점을 모두 갖고 있습니다. 일반적인 응용 분야에는 가전 제품, 의료 장비, 자동차 전자 제품, 항공 우주 및 기타 분야가 포함됩니다.
HDI 블라인드/매립형 보드: 더 작은 패키징과 더 높은 성능을 달성하기 위해 더 높은 라인 밀도와 더 작은 조리개를 갖춘 고밀도 상호 연결 인쇄 회로 기판입니다. 일반적인 응용 분야에는 이동 통신, 컴퓨터, 가전 제품 및 기타 분야가 포함됩니다.