Het verschil tussen keramische PCB's en traditionele FR4-PCB's
Voordat we dit probleem bespreken, moeten we eerst begrijpen wat keramische PCB's zijn en wat FR4-PCB's zijn.
Keramische printplaat verwijst naar een type printplaat vervaardigd op basis van keramische materialen, ook wel keramische PCB (printplaat) genoemd. In tegenstelling tot gewone glasvezelversterkte kunststof (FR-4) substraten, gebruiken keramische printplaten keramische substraten, die een hogere temperatuurstabiliteit, betere mechanische sterkte, betere diëlektrische eigenschappen en een langere levensduur kunnen bieden. Keramische PCB's worden voornamelijk gebruikt in circuits met hoge temperaturen, hoge frequentie en hoog vermogen, zoals LED-lampen, eindversterkers, halfgeleiderlasers, RF-zendontvangers, sensoren en microgolfapparaten.
Circuit Board verwijst naar een basismateriaal voor elektronische componenten, ook wel PCB of printplaat genoemd. Het is een drager voor het assembleren van elektronische componenten door metalen circuitpatronen op niet-geleidende substraten te printen en vervolgens geleidende paden te creëren via processen zoals chemische corrosie, elektrolytisch koper en boren.
Het volgende is een vergelijking tussen keramische CCL en FR4 CCL, inclusief hun verschillen, voor- en nadelen.
| Kenmerken | Keramische CCL | FR4CCL |
| Materiële componenten | Keramiek | Glasvezelversterkte epoxyhars |
| Geleidbaarheid | N | EN |
| Thermische geleidbaarheid (W/mK) | 10-210 | 0,25-0,35 |
| Bereik van dikte | 0,1-3 mm | 0,1-5 mm |
| Verwerkingsproblemen | Hoog | Laag |
| Productiekosten | Hoog | Laag |
| Voordelen | Goede stabiliteit bij hoge temperaturen, goede diëlektrische prestaties, hoge mechanische sterkte en lange levensduur | Conventionele materialen, lage productiekosten, eenvoudige verwerking, geschikt voor laagfrequente toepassingen |
| Nadelen | Hoge productiekosten, moeilijke verwerking, alleen geschikt voor hoogfrequente of hoogvermogentoepassingen | Onstabiele diëlektrische constante, grote temperatuurschommelingen, lage mechanische sterkte en gevoeligheid voor vocht |
| Processen | Momenteel zijn er vijf veel voorkomende typen keramische thermische CCL's, waaronder HTCC, LTCC, DBC, DPC, LAM, enz. | IC-dragerbord, Rigid-Flex-bord, HDI begraven/blind via bord, enkelzijdig bord, dubbelzijdig bord, meerlaags bord |
Keramische printplaat
Toepassingsgebieden van verschillende materialen:
Alumina-keramiek (Al2O3): Het heeft uitstekende isolatie, stabiliteit bij hoge temperaturen, hardheid en mechanische sterkte om geschikt te zijn voor elektronische apparaten met hoog vermogen.
Aluminiumnitride-keramiek (AlN): Met een hoge thermische geleidbaarheid en goede thermische stabiliteit is het geschikt voor elektronische apparaten met hoog vermogen en LED-verlichtingsvelden.
Zirkoniumoxide-keramiek (ZrO2): met hoge sterkte, hoge hardheid en slijtvastheid, geschikt voor elektrische hoogspanningsapparatuur.
Toepassingsgebieden van verschillende processen:
HTCC (High Temperature Co-fired Ceramics): Geschikt voor toepassingen met hoge temperaturen en hoog vermogen, zoals vermogenselektronica, ruimtevaart, satellietcommunicatie, optische communicatie, medische apparatuur, auto-elektronica, petrochemische en andere industrieën. Productvoorbeelden zijn onder meer krachtige LED's, eindversterkers, inductoren, sensoren, energieopslagcondensatoren, enz.
LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics): Geschikt voor de productie van microgolfapparaten zoals RF, magnetron, antenne, sensor, filter, stroomverdeler, enz. Bovendien kan het ook worden gebruikt in de medische sector, de automobielsector, de ruimtevaart, de communicatie, elektronica en andere vakgebieden. Productvoorbeelden zijn onder meer microgolfmodules, antennemodules, druksensoren, gassensoren, versnellingssensoren, microgolffilters, stroomverdelers, enz.
DBC (Direct Bond Copper): Geschikt voor warmteafvoer van krachtige halfgeleiderapparaten (zoals IGBT, MOSFET, GaN, SiC, enz.) met uitstekende thermische geleidbaarheid en mechanische sterkte. Productvoorbeelden zijn onder meer vermogensmodules, vermogenselektronica, controllers voor elektrische voertuigen, enz.
DPC (Direct Plate Copper Multilayer Printed Circuit Board): voornamelijk gebruikt voor warmteafvoer van krachtige LED-lampen met de kenmerken van hoge intensiteit, hoge thermische geleidbaarheid en hoge elektrische prestaties. Productvoorbeelden zijn LED-lampen, UV-LED's, COB-LED's, enz.
LAM (Laser Activation Metallization for Hybrid Ceramic Metal Laminate): kan worden gebruikt voor warmteafvoer en optimalisatie van elektrische prestaties in krachtige LED-lampen, voedingsmodules, elektrische voertuigen en andere velden. Productvoorbeelden zijn onder meer LED-verlichting, voedingsmodules, motoraansturingen voor elektrische voertuigen, enz.
FR4-printplaat
IC-dragerplaten, Rigid-Flex-platen en HDI blind/begraven via-platen zijn veelgebruikte typen PCB's, die als volgt in verschillende industrieën en producten worden toegepast:
IC-dragerbord: het is een veelgebruikte printplaat, voornamelijk gebruikt voor chiptests en productie in elektronische apparaten. Veel voorkomende toepassingen zijn onder meer de productie van halfgeleiders, elektronische productie, ruimtevaart, militaire en andere gebieden.
Rigid-Flex-bord: het is een bord van composietmateriaal dat FPC combineert met stijve PCB's, met de voordelen van zowel flexibele als stijve printplaten. Veel voorkomende toepassingen zijn onder meer consumentenelektronica, medische apparatuur, auto-elektronica, ruimtevaart en andere gebieden.
HDI blind/begraven via bord: Het is een printplaat met hoge dichtheid, een hogere lijndichtheid en een kleinere opening om kleinere verpakkingen en hogere prestaties te bereiken. Veel voorkomende toepassingen zijn onder meer mobiele communicatie, computers, consumentenelektronica en andere gebieden.