Razlika između keramičkih PCB-ova i tradicionalnih FR4 PCB-ova
Prije nego što razmotrimo ovo pitanje, prvo ćemo razumjeti šta su keramičke PCB ploče, a šta FR4 PCB ploče.
Keramička štampana ploča odnosi se na vrstu štampane ploče proizvedene na bazi keramičkih materijala, poznate i kao keramička PCB (štampana ploča). Za razliku od uobičajenih podloga od plastike ojačane staklenim vlaknima (FR-4), keramičke štampane ploče koriste keramičke podloge, koje mogu pružiti veću temperaturnu stabilnost, bolju mehaničku čvrstoću, bolja dielektrična svojstva i duži vijek trajanja. Keramičke PCB ploče se uglavnom koriste u visokotemperaturnim, visokofrekventnim i visokonaponskim kolima, kao što su LED svjetla, pojačala snage, poluprovodnički laseri, RF primopredajnici, senzori i mikrotalasni uređaji.
Štampana ploča se odnosi na osnovni materijal za elektronske komponente, poznat i kao PCB ili štampana ploča. To je nosač za sastavljanje elektronskih komponenti štampanjem metalnih uzoraka kola na neprovodljive podloge, a zatim stvaranjem provodljivih puteva kroz procese kao što su hemijska korozija, elektrolitički bakar i bušenje.
Slijedi poređenje keramičkog CCL-a i FR4 CCL-a, uključujući njihove razlike, prednosti i nedostatke.
| Karakteristike | Keramički CCL | FR4 CCL |
| Materijalne komponente | Keramika | Epoksidna smola ojačana staklenim vlaknima |
| Provodljivost | S | I |
| Toplotna provodljivost (W/mK) | 10-210 | 0,25-0,35 |
| Raspon debljine | 0,1-3 mm | 0,1-5 mm |
| Teškoća obrade | Visoko | Nisko |
| Troškovi proizvodnje | Visoko | Nisko |
| Prednosti | Dobra stabilnost na visokim temperaturama, dobre dielektrične performanse, visoka mehanička čvrstoća i dug vijek trajanja | Konvencionalni materijali, niski troškovi proizvodnje, jednostavna obrada, pogodni za niskofrekventne primjene |
| Nedostaci | Visoki troškovi proizvodnje, teška obrada, pogodno samo za visokofrekventne ili visokonaponske primjene | Nestabilna dielektrična konstanta, velike promjene temperature, niska mehanička čvrstoća i osjetljivost na vlagu |
| Procesi | Trenutno postoji pet uobičajenih tipova keramičkih termalnih CCL lampi, uključujući HTCC, LTCC, DBC, DPC, LAM itd. | Nosiva ploča IC-a, kruta-fleksibilna ploča, HDI ukopana/slijepa ploča za prolaz, jednostrana ploča, dvostrana ploča, višeslojna ploča |
Keramička PCB
Područja primjene različitih materijala:
Alumina keramika (Al2O3): Ima odličnu izolaciju, stabilnost na visokim temperaturama, tvrdoću i mehaničku čvrstoću što ga čini pogodnim za elektronske uređaje velike snage.
Keramika od aluminijum nitrida (AlN): Zbog visoke toplotne provodljivosti i dobre termičke stabilnosti, pogodna je za elektronske uređaje velike snage i LED rasvjetna polja.
Cirkonijumska keramika (ZrO2): sa visokom čvrstoćom, tvrdoćom i otpornošću na habanje, pogodna je za visokonaponsku električnu opremu.
Područja primjene različitih procesa:
HTCC (Keramika pečena na visokim temperaturama): Pogodno za primjene na visokim temperaturama i velikoj snazi, kao što su energetska elektronika, vazduhoplovstvo, satelitska komunikacija, optička komunikacija, medicinska oprema, automobilska elektronika, petrohemijska i druge industrije. Primjeri proizvoda uključuju LED diode velike snage, pojačala snage, induktore, senzore, kondenzatore za skladištenje energije itd.
LTCC (Keramika pečena na niskim temperaturama): Pogodna za proizvodnju mikrovalnih uređaja kao što su RF, mikrovalne pećnice, antene, senzori, filteri, razdjelnici snage itd. Osim toga, može se koristiti i u medicini, automobilskoj, vazduhoplovnoj, komunikacijskoj, elektronici i drugim oblastima. Primjeri proizvoda uključuju mikrovalne module, antenske module, senzore pritiska, senzore plina, senzore ubrzanja, mikrovalne filtere, razdjelnike snage itd.
DBC (Direktna veza bakra): Pogodno za odvođenje toplote poluprovodničkih uređaja velike snage (kao što su IGBT, MOSFET, GaN, SiC, itd.) sa odličnom toplotnom provodljivošću i mehaničkom čvrstoćom. Primjeri proizvoda uključuju energetske module, energetsku elektroniku, kontrolere električnih vozila, itd.
DPC (Višeslojna štampana ploča s direktnom bakrenom pločom): uglavnom se koristi za odvođenje toplote kod snažnih LED svjetala s karakteristikama visokog intenziteta, visoke toplinske provodljivosti i visokih električnih performansi. Primjeri proizvoda uključuju LED svjetla, UV LED diode, COB LED diode itd.
LAM (Metalizacija laserskom aktivacijom za hibridni keramički metalni laminat): može se koristiti za odvođenje topline i optimizaciju električnih performansi u LED svjetlima velike snage, energetskim modulima, električnim vozilima i drugim oblastima. Primjeri proizvoda uključuju LED svjetla, energetske module, upravljačke programe za motore električnih vozila itd.
FR4 PCB
Nosive ploče IC-a, krute-fleksibilne ploče i HDI slijepe/ukopane ploče su često korištene vrste PCB-a, koje se primjenjuju u različitim industrijama i proizvodima kako slijedi:
Nosilac IC ploče: To je često korištena štampana ploča, uglavnom se koristi za testiranje i proizvodnju čipova u elektronskim uređajima. Uobičajene primjene uključuju proizvodnju poluprovodnika, elektroniku, vazduhoplovstvo, vojsku i druga područja.
Kruta-fleksibilna ploča: To je ploča od kompozitnog materijala koja kombinuje FPC sa krutim PCB-om, sa prednostima fleksibilnih i krutih štampanih ploča. Uobičajene primjene uključuju potrošačku elektroniku, medicinsku opremu, automobilsku elektroniku, vazduhoplovstvo i druga područja.
HDI slijepa/ukopana ploča: To je štampana ploča visoke gustoće međusobno povezanih spojeva s većom gustoćom linija i manjim otvorom kako bi se postiglo manje pakiranje i veće performanse. Uobičajene primjene uključuju mobilne komunikacije, računare, potrošačku elektroniku i druga područja.
