Perbezaan antara PCB Seramik dan PCB FR4 Tradisional
Sebelum membincangkan isu ini, mari kita fahami dahulu apa itu PCB seramik dan apa itu PCB FR4.
Papan Litar Seramik merujuk kepada sejenis papan litar yang dihasilkan berasaskan bahan seramik, juga dikenali sebagai PCB Seramik (papan litar bercetak). Tidak seperti substrat plastik bertetulang gentian kaca biasa (FR-4), papan litar seramik menggunakan substrat seramik, yang boleh memberikan kestabilan suhu yang lebih tinggi, kekuatan mekanikal yang lebih baik, sifat dielektrik yang lebih baik dan jangka hayat yang lebih lama. PCB seramik digunakan terutamanya dalam litar suhu tinggi, frekuensi tinggi dan kuasa tinggi, seperti lampu LED, penguat kuasa, laser semikonduktor, transceiver RF, penderia dan peranti gelombang mikro.
Papan Litar merujuk kepada bahan asas untuk komponen elektronik, juga dikenali sebagai PCB atau papan litar bercetak. Ia adalah pembawa untuk memasang komponen elektronik dengan mencetak corak litar logam pada substrat bukan konduktif, dan kemudian mencipta laluan konduktif melalui proses seperti kakisan kimia, kuprum elektrolitik dan penggerudian.
Berikut ialah perbandingan antara CCL seramik dan FR4 CCL, termasuk perbezaan, kelebihan dan kekurangannya.
| Ciri-ciri | CCL seramik | FR4 CCL |
| Komponen Bahan | Seramik | Resin epoksi bertetulang gentian kaca |
| Kekonduksian | N | DAN |
| Kekonduksian Terma(W/mK) | 10-210 | 0.25-0.35 |
| Julat Ketebalan | 0.1-3mm | 0.1-5mm |
| Kesukaran Pemprosesan | tinggi | rendah |
| Kos Pengilangan | tinggi | rendah |
| Kelebihan | Kestabilan suhu tinggi yang baik, prestasi dielektrik yang baik, kekuatan mekanikal yang tinggi, dan hayat perkhidmatan yang panjang | Bahan konvensional, kos pembuatan rendah, pemprosesan mudah, sesuai untuk aplikasi frekuensi rendah |
| Keburukan | Kos pembuatan yang tinggi, pemprosesan yang sukar, hanya sesuai untuk aplikasi frekuensi tinggi atau berkuasa tinggi | Pemalar dielektrik yang tidak stabil, perubahan suhu yang besar, kekuatan mekanikal yang rendah, dan mudah terdedah kepada kelembapan |
| Proses | Pada masa ini, terdapat lima jenis biasa CCL terma seramik, termasuk HTCC, LTCC, DBC, DPC, LAM, dll. | Papan pembawa IC, Papan Tegar-Flex, HDI tertimbus/buta melalui papan, papan satu sisi, papan dua muka, papan berbilang lapisan |
PCB seramik
Bidang aplikasi bahan yang berbeza:
Seramik Alumina (Al2O3): Ia mempunyai penebat yang sangat baik, kestabilan suhu tinggi, kekerasan, dan kekuatan mekanikal yang sesuai untuk peranti elektronik berkuasa tinggi.
Seramik Nitrida Aluminium (AlN): Dengan kekonduksian terma yang tinggi dan kestabilan terma yang baik, ia sesuai untuk peranti elektronik berkuasa tinggi dan medan lampu LED.
Seramik zirkonia (ZrO2): dengan kekuatan tinggi, kekerasan tinggi dan rintangan haus, ia sesuai untuk peralatan elektrik voltan tinggi.
Bidang aplikasi proses yang berbeza:
HTCC (High Temperature Co fired Ceramics): Sesuai untuk aplikasi suhu tinggi dan berkuasa tinggi, seperti elektronik kuasa, aeroangkasa, komunikasi satelit, komunikasi optik, peralatan perubatan, elektronik automotif, petrokimia dan industri lain. Contoh produk termasuk LED berkuasa tinggi, penguat kuasa, induktor, penderia, kapasitor storan tenaga, dsb.
LTCC (Low Temperature Co fired Ceramics): Sesuai untuk pembuatan peranti gelombang mikro seperti RF, gelombang mikro, antena, sensor, penapis, pembahagi kuasa, dll. Selain itu, ia juga boleh digunakan dalam perubatan, automotif, aeroangkasa, komunikasi, elektronik dan bidang lain. Contoh produk termasuk modul gelombang mikro, modul antena, penderia tekanan, penderia gas, penderia pecutan, penapis gelombang mikro, pembahagi kuasa, dsb.
DBC (Tembaga Ikatan Langsung): Sesuai untuk pelesapan haba peranti semikonduktor berkuasa tinggi (seperti IGBT, MOSFET, GaN, SiC, dll.) dengan kekonduksian terma dan kekuatan mekanikal yang sangat baik. Contoh produk termasuk modul kuasa, elektronik kuasa, pengawal kenderaan elektrik, dsb.
DPC (Direct Plate Copper Multilayer Printed Circuit Board): terutamanya digunakan untuk pelesapan haba lampu LED berkuasa tinggi dengan ciri-ciri keamatan tinggi, kekonduksian haba yang tinggi, dan prestasi elektrik yang tinggi. Contoh produk termasuk lampu LED, LED UV, LED COB, dsb.
LAM (Pemekatan Pengaktifan Laser untuk Laminat Logam Seramik Hibrid): boleh digunakan untuk pelesapan haba dan pengoptimuman prestasi elektrik dalam lampu LED berkuasa tinggi, modul kuasa, kenderaan elektrik dan medan lain. Contoh produk termasuk lampu LED, modul kuasa, pemandu motor kenderaan elektrik, dsb.
FR4 PCB
Papan pembawa IC, papan Tegar-Flex dan HDI buta/terkubur melalui papan adalah jenis PCB yang biasa digunakan, yang digunakan dalam industri dan produk yang berbeza seperti berikut:
Papan pembawa IC: Ia adalah papan litar bercetak yang biasa digunakan, terutamanya digunakan untuk ujian cip dan pengeluaran dalam peranti elektronik. Aplikasi biasa termasuk pengeluaran semikonduktor, pembuatan elektronik, aeroangkasa, ketenteraan dan bidang lain.
Papan Tegar-Flex: Ia adalah papan bahan komposit yang menggabungkan FPC dengan PCB tegar, dengan kelebihan kedua-dua papan litar fleksibel dan tegar. Aplikasi biasa termasuk elektronik pengguna, peralatan perubatan, elektronik automotif, aeroangkasa dan bidang lain.
HDI buta/terkubur melalui papan: Ia adalah papan litar bercetak saling bersambung berketumpatan tinggi dengan ketumpatan talian yang lebih tinggi dan apertur yang lebih kecil untuk mencapai pembungkusan yang lebih kecil dan prestasi yang lebih tinggi. Aplikasi biasa termasuk komunikasi mudah alih, komputer, elektronik pengguna dan bidang lain.