Skillnaden mellan keramiska PCB och traditionella FR4 PCB
Innan vi diskuterar denna fråga, låt oss först förstå vad keramiska PCB är och vad FR4 PCB är.
Keramiskt kretskort hänvisar till en typ av kretskort tillverkade baserade på keramiska material, även känd som en keramisk PCB (tryckt kretskort). Till skillnad från vanliga glasfiberförstärkta plastsubstrat (FR-4) använder keramiska kretskort keramiska substrat, vilket kan ge högre temperaturstabilitet, bättre mekanisk hållfasthet, bättre dielektriska egenskaper och längre livslängd. Keramiska PCB används huvudsakligen i högtemperatur-, högfrekventa och högeffektskretsar, såsom LED-lampor, effektförstärkare, halvledarlasrar, RF-sändtagare, sensorer och mikrovågsenheter.
Kretskort hänvisar till ett grundmaterial för elektroniska komponenter, även känt som ett PCB eller tryckt kretskort. Det är en bärare för att montera elektroniska komponenter genom att skriva ut metallkretsmönster på icke-ledande substrat och sedan skapa ledande vägar genom processer som kemisk korrosion, elektrolytisk koppar och borrning.
Följande är en jämförelse mellan keramiska CCL och FR4 CCL, inklusive deras skillnader, fördelar och nackdelar.
| Egenskaper | Keramisk CCL | FR4 CCL |
| Materialkomponenter | Keramisk | Glasfiberförstärkt epoxiharts |
| Ledningsförmåga | N | OCH |
| Värmeledningsförmåga (W/mK) | 10-210 | 0,25-0,35 |
| Tjockleksområde | 0,1-3 mm | 0,1-5 mm |
| Bearbetningssvårigheter | Hög | Låg |
| Tillverkningskostnad | Hög | Låg |
| Fördelar | Bra högtemperaturstabilitet, bra dielektrisk prestanda, hög mekanisk hållfasthet och lång livslängd | Konventionella material, låg tillverkningskostnad, enkel bearbetning, lämplig för lågfrekventa applikationer |
| Nackdelar | Hög tillverkningskostnad, svår bearbetning, endast lämplig för applikationer med hög frekvens eller hög effekt | Instabil dielektricitetskonstant, stora temperaturförändringar, låg mekanisk hållfasthet och känslighet för fukt |
| Processer | För närvarande finns det fem vanliga typer av keramiska termiska CCL:er, inklusive HTCC, LTCC, DBC, DPC, LAM, etc. | IC-bärarkort, Rigid-Flex-kort, HDI nedgrävd/blind via-kort, enkelsidigt kort, dubbelsidigt kort, flerskiktskort |
Keramiska PCB
Användningsområden för olika material:
Aluminiumoxidkeramik (Al2O3): Den har utmärkt isolering, högtemperaturstabilitet, hårdhet och mekanisk styrka för att vara lämplig för elektroniska enheter med hög effekt.
Aluminiumnitridkeramik (AlN): Med hög värmeledningsförmåga och god värmestabilitet är den lämplig för elektroniska enheter med hög effekt och LED-belysningsfält.
Zirconia keramik (ZrO2): med hög hållfasthet, hög hårdhet och slitstyrka är den lämplig för högspänningsutrustning.
Användningsområden för olika processer:
HTCC (High Temperature Co-fired Ceramics): Lämplig för applikationer med hög temperatur och hög effekt, såsom kraftelektronik, flyg, satellitkommunikation, optisk kommunikation, medicinsk utrustning, fordonselektronik, petrokemisk och andra industrier. Produktexempel inkluderar högeffekts-LED, effektförstärkare, induktorer, sensorer, energilagringskondensatorer, etc.
LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics): Lämplig för tillverkning av mikrovågsenheter som RF, mikrovågsugn, antenn, sensor, filter, effektdelare etc. Dessutom kan den även användas inom medicin, bil, flyg, kommunikation, elektronik och andra områden. Produktexempel inkluderar mikrovågsmoduler, antennmoduler, trycksensorer, gassensorer, accelerationssensorer, mikrovågsfilter, effektdelare, etc.
DBC (Direct Bond Copper): Lämplig för värmeavledning av högeffekts halvledarenheter (som IGBT, MOSFET, GaN, SiC, etc.) med utmärkt värmeledningsförmåga och mekanisk styrka. Produktexempel inkluderar kraftmoduler, kraftelektronik, styrenheter för elfordon, etc.
DPC (Direct Plate Copper Multilayer Printed Circuit Board): används främst för värmeavledning av högeffekts LED-lampor med egenskaperna hög intensitet, hög värmeledningsförmåga och hög elektrisk prestanda. Produktexempel inkluderar LED-lampor, UV-LED, COB-LED, etc.
LAM (Laser Activation Metallization for Hybrid Ceramic Metal Laminate): kan användas för värmeavledning och elektrisk prestandaoptimering i högeffekts LED-lampor, kraftmoduler, elfordon och andra områden. Produktexempel inkluderar LED-lampor, kraftmoduler, elfordonsmotorförare, etc.
FR4 PCB
IC-bärarkort, Rigid-Flex-kort och HDI blinda/begravda via-kort är vanliga typer av PCB, som används i olika industrier och produkter enligt följande:
IC-bärarkort: Det är ett vanligt använt kretskort, som huvudsakligen används för chiptestning och produktion i elektroniska enheter. Vanliga tillämpningar inkluderar halvledarproduktion, elektroniktillverkning, flyg, militär och andra områden.
Rigid-Flex-kort: Det är ett kompositmaterialkort som kombinerar FPC med styvt PCB, med fördelarna med både flexibla och stela kretskort. Vanliga applikationer inkluderar hemelektronik, medicinsk utrustning, fordonselektronik, flyg och andra områden.
HDI blind/begravd via kort: Det är ett högdensitets sammankopplat kretskort med högre linjedensitet och mindre bländare för att uppnå mindre förpackning och högre prestanda. Vanliga applikationer inkluderar mobil kommunikation, datorer, hemelektronik och andra områden.