Skirtumas tarp keraminių PCB ir tradicinių FR4 PCB
Prieš aptardami šią problemą, pirmiausia išsiaiškinkime, kas yra keraminės PCB ir kas yra FR4 PCB.
Keraminė plokštė reiškia schemos plokštę, pagamintą iš keraminių medžiagų, taip pat žinomą kaip keramine PCB (spausdintinę plokštę). Skirtingai nuo įprastų stiklo pluoštu sustiprinto plastiko (FR-4) pagrindų, keraminėse plokštėse naudojami keraminiai pagrindai, kurie gali užtikrinti aukštesnį temperatūros stabilumą, geresnį mechaninį stiprumą, geresnes dielektrines savybes ir ilgesnį tarnavimo laiką. Keraminės PCB daugiausia naudojamos aukštos temperatūros, aukšto dažnio ir didelės galios grandinėse, tokiose kaip LED lemputės, galios stiprintuvai, puslaidininkiniai lazeriai, RF siųstuvai, jutikliai ir mikrobangų įrenginiai.
Grandinės plokštė reiškia pagrindinę elektroninių komponentų medžiagą, taip pat žinomą kaip PCB arba spausdintinės plokštės. Tai yra laikiklis, skirtas surinkti elektroninius komponentus, spausdinant metalinių grandinių raštus ant nelaidžių pagrindų, o po to sukuriant laidius kelius per tokius procesus kaip cheminė korozija, elektrolitinis varis ir gręžimas.
Toliau pateikiamas keraminių CCL ir FR4 CCL palyginimas, įskaitant jų skirtumus, pranašumus ir trūkumus.
| Charakteristikos | Keraminis CCL | FR4 CCL |
| Medžiagos komponentai | Keramika | Stiklo pluoštu sustiprinta epoksidinė derva |
| Laidumas | N | IR |
| Šilumos laidumas (W/mK) | 10-210 | 0,25-0,35 |
| Storio diapazonas | 0,1-3 mm | 0,1-5 mm |
| Apdorojimo sunkumas | Aukštas | Žemas |
| Gamybos savikaina | Aukštas | Žemas |
| Privalumai | Geras stabilumas aukštoje temperatūroje, geras dielektrinis našumas, didelis mechaninis stiprumas ir ilgas tarnavimo laikas | Įprastos medžiagos, mažos gamybos sąnaudos, lengvas apdorojimas, tinka žemo dažnio programoms |
| Trūkumai | Didelės gamybos sąnaudos, sudėtingas apdorojimas, tinka tik aukšto dažnio arba didelės galios programoms | Nestabili dielektrinė konstanta, dideli temperatūros pokyčiai, mažas mechaninis stiprumas ir jautrumas drėgmei |
| Procesai | Šiuo metu yra penki įprasti keraminių terminių CCL tipai, įskaitant HTCC, LTCC, DBC, DPC, LAM ir kt. | IC laikiklio plokštė, Rigid-Flex plokštė, HDI palaidota / aklina plokštė, vienpusė plokštė, dvipusė plokštė, daugiasluoksnė plokštė |
Keraminė PCB
Įvairių medžiagų taikymo sritys:
Aliuminio oksido keramika (Al2O3): turi puikią izoliaciją, stabilumą aukštoje temperatūroje, kietumą ir mechaninį stiprumą, todėl tinka didelės galios elektroniniams prietaisams.
Aliuminio nitrido keramika (AlN): Dėl didelio šilumos laidumo ir gero šiluminio stabilumo jis tinka didelės galios elektroniniams prietaisams ir LED apšvietimo laukams.
Cirkonio oksido keramika (ZrO2): pasižymi dideliu stiprumu, dideliu kietumu ir atsparumu dilimui, tinka aukštos įtampos elektros įrangai.
Įvairių procesų taikymo sritys:
HTCC (aukštos temperatūros kartu kūrenama keramika): tinka aukštos temperatūros ir didelės galios reikmėms, pavyzdžiui, galios elektronikai, aviacijai, palydoviniam ryšiui, optiniam ryšiui, medicinos įrangai, automobilių elektronikai, naftos chemijos pramonei ir kitoms pramonės šakoms. Produktų pavyzdžiai yra didelės galios šviesos diodai, galios stiprintuvai, induktoriai, jutikliai, energijos kaupimo kondensatoriai ir kt.
LTCC (Low Temperature Co deged Ceramics): tinka mikrobangų prietaisų, tokių kaip RF, mikrobangų krosnelė, antena, jutiklis, filtras, galios daliklis ir kt., gamybai. Be to, jis taip pat gali būti naudojamas medicinos, automobilių, aviacijos, ryšių, elektronikos ir kitose srityse. Produktų pavyzdžiai yra mikrobangų moduliai, antenos moduliai, slėgio jutikliai, dujų jutikliai, pagreičio jutikliai, mikrobangų filtrai, galios skirstytuvai ir kt.
DBC (tiesioginio ryšio varis): tinka didelio galingumo puslaidininkinių įtaisų (tokių kaip IGBT, MOSFET, GaN, SiC ir kt.), pasižyminčių puikiu šilumos laidumu ir mechaniniu stiprumu, šilumai išsklaidyti. Produktų pavyzdžiai yra galios moduliai, galios elektronika, elektrinių transporto priemonių valdikliai ir kt.
DPC (tiesioginė vario daugiasluoksnė spausdintinė plokštė): daugiausia naudojama didelio intensyvumo, didelio šilumos laidumo ir didelio elektrinio našumo charakteristikas turinčių didelės galios LED lempučių šilumai išsklaidyti. Produktų pavyzdžiai yra LED žibintai, UV šviesos diodai, COB šviesos diodai ir kt.
LAM (lazerinis aktyvinimo metalizavimas hibridiniam keramikiniam metalo laminatui): gali būti naudojamas šilumos išsklaidymo ir elektros našumo optimizavimui didelės galios LED lemputėse, galios moduliuose, elektrinėse transporto priemonėse ir kitose srityse. Produktų pavyzdžiai yra LED žibintai, maitinimo moduliai, elektromobilių variklių vairuotojai ir kt.
FR4 PCB
IC laikiklio plokštės, standžios lanksčios plokštės ir HDI aklinos / užkastos plokštės yra dažniausiai naudojami PCB tipai, kurie naudojami įvairiose pramonės šakose ir gaminiuose:
IC laikiklio plokštė: tai dažniausiai naudojama spausdintinė plokštė, daugiausia naudojama lustų testavimui ir gamybai elektroniniuose įrenginiuose. Įprastos taikymas apima puslaidininkių gamybą, elektronikos gamybą, aviaciją, karinę ir kitas sritis.
Rigid-Flex plokštė: tai kompozicinės medžiagos plokštė, kurioje FPC sujungiama su standžiąja PCB, turinti tiek lanksčių, tiek standžių grandinių plokščių privalumų. Įprastos programos apima plataus vartojimo elektroniką, medicinos įrangą, automobilių elektroniką, aviaciją ir kitas sritis.
HDI aklina / palaidota per plokštę: tai didelio tankio tarpusavyje sujungta spausdintinė plokštė, turinti didesnį linijos tankį ir mažesnę diafragmą, kad būtų pasiekta mažesnė pakuotė ir didesnis našumas. Įprastos programos apima mobilųjį ryšį, kompiuterius, plataus vartojimo elektroniką ir kitas sritis.