Zeramikazko PCBen eta FR4 PCB tradizionalen arteko aldea
Gai hau eztabaidatu aurretik, lehenik eta behin uler dezagun zer diren zeramikazko PCBak eta zer diren FR4 PCBak.
Zeramikazko Zirkuitu Plaka zeramikoetan oinarritutako zirkuitu plaka mota bati egiten dio erreferentzia, zeramikazko PCB (zirkuitu inprimatuko plaka) bezala ere ezagutzen dena. Ohiko beira-zuntzez indartutako plastikozko (FR-4) substratuek ez bezala, zeramikazko zirkuitu plakek zeramikazko substratuak erabiltzen dituzte, tenperatura-egonkortasun handiagoa, erresistentzia mekaniko hobea, propietate dielektriko hobeak eta bizitza luzeagoa eman dezaketenak. Zeramikazko PCBak batez ere tenperatura altuko, maiztasun altuko eta potentzia handiko zirkuituetan erabiltzen dira, hala nola LED argietan, potentzia-anplifikadoreetan, erdieroale laserretan, RF transzeptoreetan, sentsoreetan eta mikrouhin gailuetan.
Zirkuitu-plaka osagai elektronikoetarako oinarrizko materiala da, PCB edo zirkuitu inprimatuzko plaka bezala ere ezagutzen dena. Osagai elektronikoak muntatzeko euskarria da, metalezko zirkuitu-ereduak substratu ez-eroaleetan inprimatuz, eta ondoren bide eroaleak sortuz korrosio kimikoa, kobre elektrolitikoa eta zulaketa bezalako prozesuen bidez.
Jarraian, zeramikazko CCL eta FR4 CCL arteko konparaketa bat aurkezten da, haien desberdintasunak, abantailak eta desabantailak barne.
| Ezaugarriak | Zeramikazko CCL | FR4 CCL |
| Material osagaiak | Zeramika | Beira-zuntz indartutako epoxi erretxina |
| Eroankortasuna | N | ETA |
| Eroankortasun termikoa (W/mK) | 10-210 | 0,25-0,35 |
| Lodiera-tartea | 0,1-3 mm | 0,1-5 mm |
| Prozesatzeko zailtasuna | Altua | Baxua |
| Fabrikazio-kostua | Altua | Baxua |
| Abantailak | Tenperatura altuetan egonkortasun ona, errendimendu dielektriko ona, erresistentzia mekaniko handia eta zerbitzu-bizitza luzea | Ohiko materialak, fabrikazio-kostu baxua, prozesatzeko erraza, maiztasun baxuko aplikazioetarako egokia |
| Desabantailak | Fabrikazio-kostu handia, prozesatzeko zaila, maiztasun handiko edo potentzia handiko aplikazioetarako bakarrik egokia | Konstante dielektriko ezegonkorra, tenperatura aldaketa handiak, erresistentzia mekaniko baxua eta hezetasunarekiko sentikortasuna |
| Prozesuak | Gaur egun, bost CCL termiko zeramiko mota ohikoenak daude: HTCC, LTCC, DBC, DPC, LAM, etab. | IC euskarri-plaka, Rigid-Flex plaka, HDI lurperatutako/itsu bidezko plaka, alde bakarreko plaka, alde bikoitzeko plaka, geruza anitzeko plaka |
Zeramikazko PCB
Material desberdinen aplikazio eremuak:
Alumina zeramika (Al2O3): Isolamendu bikaina, tenperatura altuko egonkortasuna, gogortasuna eta erresistentzia mekanikoa ditu, potentzia handiko gailu elektronikoetarako egokia izan dadin.
Aluminio Nitruro Zeramika (AlN): Eroankortasun termiko handia eta egonkortasun termiko ona dituenez, potentzia handiko gailu elektronikoetarako eta LED argiztapen eremuetarako egokia da.
Zirkoniozko zeramika (ZrO2): erresistentzia, gogortasun eta higadura-erresistentzia handikoa da, eta tentsio handiko ekipo elektrikoetarako egokia da.
Prozesu ezberdinen aplikazio eremuak:
HTCC (Tenperatura Altuko Zeramika Errea): Tenperatura altuko eta potentzia handiko aplikazioetarako egokia, hala nola potentzia elektronika, aeroespaziala, satelite bidezko komunikazioa, komunikazio optikoa, ekipamendu medikoa, automobilgintza elektronika, petrokimika eta beste industria batzuk. Produktuen adibideen artean daude potentzia handiko LEDak, potentzia anplifikadoreak, induktoreak, sentsoreak, energia biltegiratzeko kondentsadoreak, etab.
LTCC (Tenperatura Baxuko Zeramika Errea): Mikrouhin-gailuak fabrikatzeko egokia, hala nola RF, mikrouhinak, antenak, sentsoreak, iragazkiak, potentzia-banatzaileak, etab. Horrez gain, medikuntzan, automobilgintzan, aeroespazialean, komunikazioan, elektronikan eta beste arlo batzuetan ere erabil daiteke. Produktuen adibideen artean daude mikrouhin-moduluak, antena-moduluak, presio-sentsoreak, gas-sentsoreak, azelerazio-sentsoreak, mikrouhin-iragazkiak, potentzia-banatzaileak, etab.
DBC (Lotura Zuzeneko Kobrea): Eroankortasun termiko eta erresistentzia mekaniko bikaina duten potentzia handiko erdieroale gailuen (IGBT, MOSFET, GaN, SiC, etab.) beroa xahutzeko egokia. Produktuen adibideen artean daude potentzia moduluak, potentzia elektronika, ibilgailu elektrikoen kontrolagailuak, etab.
DPC (Zuzenean Plaka Kobrezko Geruza Anitzeko Zirkuitu Inprimatuzko Plaka): batez ere intentsitate handiko, eroankortasun termiko handiko eta errendimendu elektriko handiko LED argien beroa xahutzeko erabiltzen da. Produktuen adibideen artean LED argiak, UV LEDak, COB LEDak eta abar daude.
LAM (Laser Activation Metalization for Hybrid Ceramic Metal Laminate): beroa xahutzeko eta errendimendu elektrikoa optimizatzeko erabil daiteke potentzia handiko LED argietan, potentzia moduluetan, ibilgailu elektrikoetan eta beste arlo batzuetan. Produktuen adibideen artean daude LED argiak, potentzia moduluak, ibilgailu elektrikoen motor kontrolatzaileak, etab.
FR4 PCBa
IC euskarri-plakak, Rigid-Flex plakak eta HDI itsu/lurperatutako bidezko plakak ohiko PCB motak dira, eta industria eta produktu desberdinetan aplikatzen dira honela:
IC euskarri-plaka: Zirkuitu inprimatu arrunta da, batez ere txipak probatzeko eta gailu elektronikoetan ekoizteko erabiltzen dena. Aplikazio ohikoenen artean daude erdieroaleen ekoizpena, fabrikazio elektronikoa, aeroespaziala, militarra eta beste arlo batzuk.
Plaka zurrun-malgua: FPC eta PCB zurruna konbinatzen dituen material konposatuzko plaka bat da, zirkuitu-plaka malgu eta zurrunen abantailak dituena. Aplikazio ohikoenen artean daude kontsumo-elektronika, ekipamendu medikoa, automobilgintzako elektronika, aeroespaziala eta beste arlo batzuk.
HDI itsu/lurperatutako bidezko plaka: Dentsitate handiko interkonexioko zirkuitu inprimatu plaka bat da, lerro-dentsitate handiagoa eta irekidura txikiagoa duena, ontziratze txikiagoa eta errendimendu handiagoa lortzeko. Aplikazio ohikoenen artean daude komunikazio mugikorrak, ordenagailuak, kontsumo-elektronika eta beste arlo batzuk.
