Atšķirība starp keramikas PCB un tradicionālajiem FR4 PCB
Pirms apspriest šo jautājumu, vispirms sapratīsim, kas ir keramikas PCB un kas ir FR4 PCB.
Keramikas shēmas plate attiecas uz shēmas plates veidu, kas ražots, pamatojoties uz keramikas materiāliem, kas pazīstams arī kā keramikas PCB (drukātās shēmas plate). Atšķirībā no parastajiem stikla šķiedras pastiprinātas plastmasas (FR-4) pamatnēm, keramikas shēmas plates izmanto keramikas pamatnes, kas var nodrošināt augstāku temperatūras stabilitāti, labāku mehānisko izturību, labākas dielektriskās īpašības un ilgāku kalpošanas laiku. Keramikas PCB galvenokārt izmanto augstas temperatūras, augstfrekvences un lieljaudas shēmās, piemēram, LED gaismās, jaudas pastiprinātājos, pusvadītāju lāzeros, RF raiduztvērējos, sensoros un mikroviļņu ierīcēs.
Shēmas plate attiecas uz elektronisko komponentu pamatmateriālu, kas pazīstams arī kā PCB vai iespiedshēmas plate. Tas ir nesējs elektronisko komponentu montāžai, drukājot metāla ķēžu modeļus uz nevadošām pamatnēm un pēc tam radot vadošus ceļus tādos procesos kā ķīmiskā korozija, elektrolītiskais varš un urbšana.
Tālāk ir sniegts keramikas CCL un FR4 CCL salīdzinājums, tostarp to atšķirības, priekšrocības un trūkumi.
| Raksturlielumi | Keramikas CCL | FR4 CCL |
| Materiāla sastāvdaļas | Keramikas | Ar stikla šķiedru pastiprināti epoksīda sveķi |
| Vadītspēja | N | UN |
| Siltumvadītspēja (W/mK) | 10-210 | 0,25-0,35 |
| Biezuma diapazons | 0,1-3 mm | 0,1-5 mm |
| Apstrādes grūtības | Augsts | Zems |
| Ražošanas izmaksas | Augsts | Zems |
| Priekšrocības | Laba stabilitāte augstā temperatūrā, laba dielektriskā veiktspēja, augsta mehāniskā izturība un ilgs kalpošanas laiks | Parastie materiāli, zemas ražošanas izmaksas, vienkārša apstrāde, piemērota zemfrekvences lietojumiem |
| Trūkumi | Augstas ražošanas izmaksas, sarežģīta apstrāde, piemērota tikai augstfrekvences vai lieljaudas lietojumprogrammām | Nestabila dielektriskā konstante, lielas temperatūras izmaiņas, zema mehāniskā izturība un jutīgums pret mitrumu |
| Procesi | Pašlaik ir pieci izplatīti keramisko termisko CCL veidi, tostarp HTCC, LTCC, DBC, DPC, LAM utt. | IC nesēja plate, Rigid-Flex plāksne, HDI ierakta/aklā plāksne, vienpusēja tāfele, abpusēja plate, daudzslāņu plate |
Keramikas PCB
Dažādu materiālu pielietojuma jomas:
Alumīnija keramika (Al2O3): tai ir lieliska izolācija, augstas temperatūras stabilitāte, cietība un mehāniskā izturība, lai tā būtu piemērota lieljaudas elektroniskām ierīcēm.
Alumīnija nitrīda keramika (AlN): ar augstu siltumvadītspēju un labu termisko stabilitāti, tas ir piemērots lieljaudas elektroniskām ierīcēm un LED apgaismojuma laukiem.
Cirkonija keramika (ZrO2): ar augstu izturību, augstu cietību un nodilumizturību, tas ir piemērots augstsprieguma elektroiekārtām.
Dažādu procesu pielietojuma jomas:
HTCC (High Temperature Co apdedzināta keramika): piemērota augstas temperatūras un lielas jaudas lietojumiem, piemēram, spēka elektronikai, aviācijai, satelītu sakariem, optiskajiem sakariem, medicīnas iekārtām, automobiļu elektronikai, naftas ķīmijas un citām nozarēm. Produktu piemēri ir lieljaudas gaismas diodes, jaudas pastiprinātāji, induktori, sensori, enerģijas uzglabāšanas kondensatori utt.
LTCC (Low Temperature Co apdedzināta keramika): piemērota mikroviļņu ierīču, piemēram, RF, mikroviļņu krāsns, antenu, sensoru, filtru, jaudas dalītāju utt., ražošanai. Turklāt to var izmantot arī medicīnā, automobiļu rūpniecībā, aviācijā, komunikācijā, elektronika un citas jomas. Produktu piemēri ir mikroviļņu moduļi, antenu moduļi, spiediena sensori, gāzes sensori, paātrinājuma sensori, mikroviļņu filtri, jaudas dalītāji utt.
DBC (Direct Bond Copper): piemērots lielas jaudas pusvadītāju ierīču (piemēram, IGBT, MOSFET, GaN, SiC utt.) siltuma izkliedēšanai ar izcilu siltumvadītspēju un mehānisko izturību. Produktu piemēri ietver barošanas moduļus, spēka elektroniku, elektrisko transportlīdzekļu kontrolieri utt.
DPC (Direct Plate Copper Multilayer Printed Circuit Board): galvenokārt izmanto siltuma izkliedēšanai lieljaudas LED gaismām ar augstas intensitātes, augstas siltumvadītspējas un augstas elektriskās veiktspējas īpašībām. Produktu piemēri ietver LED gaismas, UV gaismas diodes, COB LED utt.
LAM (lāzera aktivācijas metalizācija hibrīdam keramikas metāla laminātam): var izmantot siltuma izkliedēšanai un elektriskās veiktspējas optimizēšanai lieljaudas LED gaismās, jaudas moduļos, elektriskajos transportlīdzekļos un citās jomās. Produktu piemēri ietver LED gaismas, jaudas moduļus, elektrisko transportlīdzekļu motoru vadītājus utt.
FR4 PCB
IC nesējplates, Rigid-Flex plates un HDI aklos/iegremdētas plates ir plaši izmantoti PCB veidi, kurus izmanto dažādās nozarēs un produktos šādi:
IC nesēja plate: tā ir plaši izmantota iespiedshēmas plate, ko galvenokārt izmanto mikroshēmu testēšanai un ražošanai elektroniskās ierīcēs. Izplatītākie lietojumi ietver pusvadītāju ražošanu, elektronisko ražošanu, kosmosa, militāro un citas jomas.
Rigid-Flex plate: tā ir kompozītmateriāla plate, kas apvieno FPC ar stingru PCB, izmantojot gan elastīgo, gan stingro shēmu plates priekšrocības. Izplatītākie lietojumi ir plaša patēriņa elektronika, medicīnas aprīkojums, automobiļu elektronika, kosmosa un citas jomas.
HDI žalūzija/apglabāta caur plati: tā ir augsta blīvuma starpsavienojumu iespiedshēmas plate ar lielāku līnijas blīvumu un mazāku atvērumu, lai panāktu mazāku iepakojumu un augstāku veiktspēju. Izplatītas lietojumprogrammas ir mobilie sakari, datori, plaša patēriņa elektronika un citas jomas.