Forskjellen mellom keramiske PCB og tradisjonelle FR4 PCB
Før vi diskuterer dette problemet, la oss først forstå hva keramiske PCB er og hva FR4 PCB er.
Keramisk kretskort refererer til en type kretskort produsert basert på keramiske materialer, også kjent som en keramisk PCB (trykt kretskort). I motsetning til vanlige glassfiberarmert plast (FR-4) underlag, bruker keramiske kretskort keramiske underlag, som kan gi høyere temperaturstabilitet, bedre mekanisk styrke, bedre dielektriske egenskaper og lengre levetid. Keramiske PCB-er brukes hovedsakelig i høytemperatur-, høyfrekvente- og høyeffektkretser, som LED-lys, effektforsterkere, halvlederlasere, RF-sendere, sensorer og mikrobølgeenheter.
Kretskort refererer til et grunnleggende materiale for elektroniske komponenter, også kjent som et PCB eller trykt kretskort. Det er en bærer for å sette sammen elektroniske komponenter ved å skrive ut metallkretsmønstre på ikke-ledende underlag, og deretter skape ledende veier gjennom prosesser som kjemisk korrosjon, elektrolytisk kobber og boring.
Følgende er en sammenligning mellom keramiske CCL og FR4 CCL, inkludert deres forskjeller, fordeler og ulemper.
| Kjennetegn | Keramisk CCL | FR4 CCL |
| Materialkomponenter | Keramikk | Glassfiberforsterket epoksyharpiks |
| Konduktivitet | N | OG |
| Termisk ledningsevne (W/mK) | 10-210 | 0,25-0,35 |
| Område for tykkelse | 0,1-3 mm | 0,1-5 mm |
| Behandlingsproblemer | Høy | Lav |
| Produksjonskostnad | Høy | Lav |
| Fordeler | God høytemperaturstabilitet, god dielektrisk ytelse, høy mekanisk styrke og lang levetid | Konvensjonelle materialer, lave produksjonskostnader, enkel behandling, egnet for lavfrekvente applikasjoner |
| Ulemper | Høye produksjonskostnader, vanskelig behandling, kun egnet for høyfrekvente eller høyeffektapplikasjoner | Ustabil dielektrisk konstant, store temperaturendringer, lav mekanisk styrke og mottakelighet for fuktighet |
| Prosesser | For tiden er det fem vanlige typer keramiske termiske CCL-er, inkludert HTCC, LTCC, DBC, DPC, LAM, etc. | IC-bærerkort, Rigid-Flex-kort, HDI nedgravd/blind via-kort, enkeltsidig bord, dobbeltsidig bord, flerlagskort |
Keramisk PCB
Bruksområder for forskjellige materialer:
Alumina Keramikk (Al2O3): Den har utmerket isolasjon, høytemperaturstabilitet, hardhet og mekanisk styrke for å være egnet for elektroniske enheter med høy effekt.
Aluminiumnitridkeramikk (AlN): Med høy termisk ledningsevne og god termisk stabilitet er den egnet for elektroniske enheter med høy effekt og LED-belysningsfelt.
Zirconia keramikk (ZrO2): med høy styrke, høy hardhet og slitestyrke, er den egnet for høyspent elektrisk utstyr.
Bruksfelt for forskjellige prosesser:
HTCC (High Temperature Co-fired Ceramics): Egnet for høytemperatur- og høyeffektapplikasjoner, som kraftelektronikk, romfart, satellittkommunikasjon, optisk kommunikasjon, medisinsk utstyr, bilelektronikk, petrokjemisk industri og annen industri. Produkteksempler inkluderer høyeffekts LED-er, effektforsterkere, induktorer, sensorer, energilagringskondensatorer, etc.
LTCC (Low Temperature Co fired Ceramics): Egnet for produksjon av mikrobølgeenheter som RF, mikrobølgeovn, antenne, sensor, filter, strømdeler, etc. I tillegg kan den også brukes innen medisinsk, bilindustri, romfart, kommunikasjon, elektronikk og andre felt. Produkteksempler inkluderer mikrobølgemoduler, antennemoduler, trykksensorer, gasssensorer, akselerasjonssensorer, mikrobølgefiltre, strømdelere, etc.
DBC (Direct Bond Copper): Egnet for varmeavledning av høyeffekts halvlederenheter (som IGBT, MOSFET, GaN, SiC, etc.) med utmerket termisk ledningsevne og mekanisk styrke. Produkteksempler inkluderer strømmoduler, kraftelektronikk, elektriske kjøretøykontrollere, etc.
DPC (Direct Plate Copper Multilayer Printed Circuit Board): brukes hovedsakelig til varmeavledning av høyeffekts LED-lys med egenskapene høy intensitet, høy termisk ledningsevne og høy elektrisk ytelse. Produkteksempler inkluderer LED-lys, UV-LED, COB-LED, etc.
LAM (Laser Activation Metallization for Hybrid Ceramic Metal Laminate): kan brukes til varmespredning og elektrisk ytelsesoptimering i høyeffekts LED-lys, kraftmoduler, elektriske kjøretøy og andre felt. Produkteksempler inkluderer LED-lys, strømmoduler, motorførere for elektriske kjøretøy, etc.
FR4 PCB
IC-bærekort, Rigid-Flex-plater og HDI blinde/begravde via-kort er vanlig brukte typer PCB, som brukes i forskjellige bransjer og produkter som følger:
IC-bærerkort: Det er et ofte brukt trykt kretskort, hovedsakelig brukt til chiptesting og produksjon i elektroniske enheter. Vanlige bruksområder inkluderer halvlederproduksjon, elektronisk produksjon, romfart, militær og andre felt.
Rigid-Flex-kort: Det er et komposittmaterialekort som kombinerer FPC med stivt PCB, med fordelene til både fleksible og stive kretskort. Vanlige bruksområder inkluderer forbrukerelektronikk, medisinsk utstyr, bilelektronikk, romfart og andre felt.
HDI blind/begravd via kort: Det er et sammenkoblet kretskort med høy tetthet med høyere linjetetthet og mindre blenderåpning for å oppnå mindre emballasje og høyere ytelse. Vanlige applikasjoner inkluderer mobilkommunikasjon, datamaskiner, forbrukerelektronikk og andre felt.