सिरेमिक PCBs आणि पारंपारिक FR4 PCBs मधील फरक
या समस्येवर चर्चा करण्यापूर्वी, प्रथम सिरेमिक पीसीबी काय आहेत आणि FR4 पीसीबी काय आहेत हे समजून घेऊया.
सिरेमिक सर्किट बोर्ड म्हणजे सिरॅमिक मटेरियलवर आधारित तयार केलेल्या सर्किट बोर्डचा एक प्रकार, ज्याला सिरेमिक पीसीबी (प्रिंटेड सर्किट बोर्ड) असेही म्हणतात. सामान्य ग्लास फायबर प्रबलित प्लास्टिक (FR-4) सब्सट्रेट्सच्या विपरीत, सिरॅमिक सर्किट बोर्ड सिरेमिक सब्सट्रेट्स वापरतात, जे उच्च तापमान स्थिरता, उत्तम यांत्रिक शक्ती, चांगले डायलेक्ट्रिक गुणधर्म आणि दीर्घ आयुष्य प्रदान करू शकतात. सिरॅमिक PCBs प्रामुख्याने उच्च-तापमान, उच्च-फ्रिक्वेंसी आणि उच्च-पॉवर सर्किट्समध्ये वापरले जातात, जसे की LED दिवे, पॉवर ॲम्प्लिफायर्स, सेमीकंडक्टर लेसर, RF ट्रान्सीव्हर्स, सेन्सर्स आणि मायक्रोवेव्ह उपकरणे.
सर्किट बोर्ड इलेक्ट्रॉनिक घटकांसाठी मूलभूत सामग्रीचा संदर्भ देते, ज्याला पीसीबी किंवा मुद्रित सर्किट बोर्ड देखील म्हणतात. नॉन-कंडक्टिव्ह सब्सट्रेट्सवर मेटल सर्किट पॅटर्न मुद्रित करून इलेक्ट्रॉनिक घटक एकत्र करण्यासाठी आणि नंतर रासायनिक गंज, इलेक्ट्रोलाइटिक कॉपर आणि ड्रिलिंग यासारख्या प्रक्रियांद्वारे प्रवाहकीय मार्ग तयार करण्यासाठी हे एक वाहक आहे.
सिरेमिक सीसीएल आणि एफआर 4 सीसीएल यांच्यातील फरक, फायदे आणि तोटे यांचा समावेश असलेली तुलना खालीलप्रमाणे आहे.
| वैशिष्ट्ये | सिरेमिक सीसीएल | FR4 CCL |
| साहित्य घटक | सिरॅमिक | ग्लास फायबर प्रबलित इपॉक्सी राळ |
| चालकता | एन | आणि |
| थर्मल चालकता (W/mK) | 10-210 | ०.२५-०.३५ |
| जाडीची श्रेणी | 0.1-3 मिमी | 0.1-5 मिमी |
| प्रक्रिया करण्यात अडचण | उच्च | कमी |
| उत्पादन खर्च | उच्च | कमी |
| फायदे | चांगली उच्च-तापमान स्थिरता, चांगली डायलेक्ट्रिक कामगिरी, उच्च यांत्रिक शक्ती आणि दीर्घ सेवा आयुष्य | पारंपारिक साहित्य, कमी उत्पादन खर्च, सुलभ प्रक्रिया, कमी-वारंवारता अनुप्रयोगांसाठी योग्य |
| तोटे | उच्च उत्पादन खर्च, कठीण प्रक्रिया, केवळ उच्च-फ्रिक्वेंसी किंवा उच्च-शक्ती अनुप्रयोगांसाठी योग्य | अस्थिर डायलेक्ट्रिक स्थिरता, तापमानात मोठे बदल, कमी यांत्रिक शक्ती आणि आर्द्रतेची संवेदनशीलता |
| प्रक्रिया | सध्या, HTCC, LTCC, DBC, DPC, LAM, इत्यादींसह सिरॅमिक थर्मल सीसीएलचे पाच सामान्य प्रकार आहेत. | IC वाहक बोर्ड, कठोर-फ्लेक्स बोर्ड, HDI दफन/आंधळा बोर्ड, एकल बाजू असलेला बोर्ड, दुहेरी बाजू असलेला बोर्ड, मल्टी-लेयर बोर्ड |
सिरेमिक पीसीबी
विविध सामग्रीचे अर्ज फील्ड:
ॲल्युमिना सिरॅमिक (Al2O3): यात उत्कृष्ट इन्सुलेशन, उच्च-तापमान स्थिरता, कडकपणा आणि उच्च-शक्ती इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांसाठी योग्य यांत्रिक सामर्थ्य आहे.
ॲल्युमिनियम नायट्राइड सिरॅमिक्स (AlN): उच्च थर्मल चालकता आणि चांगल्या थर्मल स्थिरतेसह, ते उच्च-शक्ती इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे आणि LED प्रकाश क्षेत्रांसाठी योग्य आहे.
झिरकोनिया सिरॅमिक्स (ZrO2): उच्च सामर्थ्य, उच्च कडकपणा आणि पोशाख प्रतिरोध, ते उच्च-व्होल्टेज इलेक्ट्रिकल उपकरणांसाठी योग्य आहे.
विविध प्रक्रियांचे अर्ज फील्ड:
HTCC (हाय टेम्परेचर को फायर्ड सिरॅमिक्स): पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स, एरोस्पेस, सॅटेलाइट कम्युनिकेशन, ऑप्टिकल कम्युनिकेशन, वैद्यकीय उपकरणे, ऑटोमोटिव्ह इलेक्ट्रॉनिक्स, पेट्रोकेमिकल आणि इतर उद्योगांसारख्या उच्च-तापमान आणि उच्च-पॉवर अनुप्रयोगांसाठी योग्य. उत्पादनाच्या उदाहरणांमध्ये उच्च-शक्तीचे LEDs, पॉवर ॲम्प्लीफायर्स, इंडक्टर्स, सेन्सर्स, एनर्जी स्टोरेज कॅपेसिटर इ.
LTCC (लो टेम्परेचर को फायर्ड सिरॅमिक्स): RF, मायक्रोवेव्ह, अँटेना, सेन्सर, फिल्टर, पॉवर डिव्हायडर इत्यादी मायक्रोवेव्ह उपकरणांच्या निर्मितीसाठी योग्य. शिवाय, ते वैद्यकीय, ऑटोमोटिव्ह, एरोस्पेस, दळणवळण, इत्यादींमध्ये देखील वापरले जाऊ शकते. इलेक्ट्रॉनिक्स आणि इतर फील्ड. उत्पादन उदाहरणांमध्ये मायक्रोवेव्ह मॉड्यूल्स, अँटेना मॉड्यूल्स, प्रेशर सेन्सर्स, गॅस सेन्सर्स, एक्सीलरेशन सेन्सर्स, मायक्रोवेव्ह फिल्टर्स, पॉवर डिव्हायडर इ.
DBC (डायरेक्ट बाँड कॉपर): उत्कृष्ट थर्मल चालकता आणि यांत्रिक सामर्थ्य असलेल्या उच्च-शक्ती सेमीकंडक्टर उपकरणांच्या (जसे की IGBT, MOSFET, GaN, SiC, इ.) उष्णता नष्ट करण्यासाठी योग्य. उत्पादन उदाहरणांमध्ये पॉवर मॉड्यूल, पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स, इलेक्ट्रिक वाहन नियंत्रक इ.
DPC (डायरेक्ट प्लेट कॉपर मल्टीलेअर प्रिंटेड सर्किट बोर्ड): मुख्यत्वे उच्च तीव्रता, उच्च थर्मल चालकता आणि उच्च विद्युत कार्यक्षमतेच्या वैशिष्ट्यांसह उच्च-पॉवर एलईडी दिवे उष्णता नष्ट करण्यासाठी वापरले जाते. उत्पादन उदाहरणांमध्ये LED दिवे, UV LEDs, COB LEDs इ.
LAM (हायब्रीड सिरॅमिक मेटल लॅमिनेटसाठी लेझर ऍक्टिव्हेशन मेटलायझेशन): उच्च-पॉवर एलईडी दिवे, पॉवर मॉड्यूल्स, इलेक्ट्रिक वाहने आणि इतर फील्डमध्ये उष्णता नष्ट करण्यासाठी आणि इलेक्ट्रिकल परफॉर्मन्स ऑप्टिमायझेशनसाठी वापरले जाऊ शकते. उत्पादन उदाहरणांमध्ये एलईडी दिवे, पॉवर मॉड्यूल, इलेक्ट्रिक वाहन मोटर ड्रायव्हर्स इ.
FR4 पीसीबी
IC वाहक बोर्ड, कठोर-फ्लेक्स बोर्ड आणि HDI आंधळे/बोर्डद्वारे पुरलेले हे सामान्यतः वापरले जाणारे पीसीबीचे प्रकार आहेत, जे विविध उद्योग आणि उत्पादनांमध्ये खालीलप्रमाणे लागू केले जातात:
IC वाहक बोर्ड: हे सामान्यतः वापरले जाणारे मुद्रित सर्किट बोर्ड आहे, जे प्रामुख्याने चिप चाचणी आणि इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमध्ये उत्पादनासाठी वापरले जाते. सामान्य अनुप्रयोगांमध्ये सेमीकंडक्टर उत्पादन, इलेक्ट्रॉनिक उत्पादन, एरोस्पेस, लष्करी आणि इतर क्षेत्रांचा समावेश होतो.
कठोर-फ्लेक्स बोर्ड: हे एक संमिश्र मटेरियल बोर्ड आहे जे FPC ला कडक PCB सह एकत्रित करते, लवचिक आणि कठोर सर्किट बोर्ड दोन्हीचे फायदे आहेत. सामान्य अनुप्रयोगांमध्ये ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्स, वैद्यकीय उपकरणे, ऑटोमोटिव्ह इलेक्ट्रॉनिक्स, एरोस्पेस आणि इतर क्षेत्रांचा समावेश होतो.
HDI आंधळे/बोर्ड द्वारे पुरलेले: हे एक उच्च घनता इंटरकनेक्ट प्रिंटेड सर्किट बोर्ड आहे ज्यामध्ये लहान पॅकेजिंग आणि उच्च कार्यक्षमता प्राप्त करण्यासाठी उच्च रेषेची घनता आणि लहान छिद्र आहे. सामान्य अनुप्रयोगांमध्ये मोबाइल संप्रेषण, संगणक, ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्स आणि इतर क्षेत्रांचा समावेश होतो.