Perbedaan antara PCB Keramik dan PCB FR4 Tradisional
Sebelum membahas masalah ini, mari kita pahami terlebih dahulu apa itu PCB keramik dan apa itu PCB FR4.
Papan Sirkuit Keramik mengacu pada jenis papan sirkuit yang diproduksi berdasarkan bahan keramik, juga dikenal sebagai PCB Keramik (papan sirkuit tercetak). Tidak seperti substrat plastik yang diperkuat serat kaca (FR-4) biasa, papan sirkuit keramik menggunakan substrat keramik, yang dapat memberikan stabilitas suhu yang lebih tinggi, kekuatan mekanik yang lebih baik, sifat dielektrik yang lebih baik, dan umur pakai yang lebih panjang. PCB keramik terutama digunakan dalam sirkuit suhu tinggi, frekuensi tinggi, dan daya tinggi, seperti lampu LED, penguat daya, laser semikonduktor, transceiver RF, sensor, dan perangkat gelombang mikro.
Papan sirkuit mengacu pada material dasar untuk komponen elektronik, juga dikenal sebagai PCB atau papan sirkuit tercetak. Ini adalah media untuk merakit komponen elektronik dengan mencetak pola sirkuit logam pada substrat non-konduktif, dan kemudian menciptakan jalur konduktif melalui proses seperti korosi kimia, tembaga elektrolitik, dan pengeboran.
Berikut ini adalah perbandingan antara CCL keramik dan CCL FR4, termasuk perbedaan, kelebihan, dan kekurangannya.
| Karakteristik | Keramik CCL | FR4 CCL |
| Komponen Material | Keramik | Resin epoksi yang diperkuat serat kaca |
| Daya konduksi | N | DAN |
| Konduktivitas Termal (W/mK) | 10-210 | 0,25-0,35 |
| Rentang Ketebalan | 0,1-3 mm | 0,1-5 mm |
| Kesulitan Pemrosesan | Tinggi | Rendah |
| Biaya Produksi | Tinggi | Rendah |
| Keuntungan | Stabilitas suhu tinggi yang baik, kinerja dielektrik yang baik, kekuatan mekanik yang tinggi, dan masa pakai yang lama. | Material konvensional, biaya produksi rendah, pemrosesan mudah, cocok untuk aplikasi frekuensi rendah. |
| Kekurangan | Biaya produksi tinggi, proses pengolahan sulit, hanya cocok untuk aplikasi frekuensi tinggi atau daya tinggi. | Konstanta dielektrik tidak stabil, perubahan suhu yang besar, kekuatan mekanik rendah, dan rentan terhadap kelembapan. |
| Proses | Saat ini, terdapat lima jenis umum dari lapisan kontak termal keramik (CCL), termasuk HTCC, LTCC, DBC, DPC, LAM, dan lain-lain. | Papan pembawa IC, papan Rigid-Flex, papan HDI buried/blind via, papan satu sisi, papan dua sisi, papan multi-layer |
PCB Keramik
Bidang aplikasi berbagai material:
Keramik Alumina (Al2O3): Memiliki isolasi yang sangat baik, stabilitas suhu tinggi, kekerasan, dan kekuatan mekanik sehingga cocok untuk perangkat elektronik daya tinggi.
Keramik Aluminium Nitrida (AlN): Dengan konduktivitas termal yang tinggi dan stabilitas termal yang baik, material ini cocok untuk perangkat elektronik daya tinggi dan bidang pencahayaan LED.
Keramik zirkonia (ZrO2): dengan kekuatan tinggi, kekerasan tinggi, dan ketahanan aus, cocok untuk peralatan listrik tegangan tinggi.
Bidang aplikasi dari berbagai proses:
HTCC (High Temperature Co fired Ceramics): Cocok untuk aplikasi suhu tinggi dan daya tinggi, seperti elektronika daya, kedirgantaraan, komunikasi satelit, komunikasi optik, peralatan medis, elektronika otomotif, petrokimia, dan industri lainnya. Contoh produk meliputi LED daya tinggi, penguat daya, induktor, sensor, kapasitor penyimpanan energi, dll.
LTCC (Low Temperature Co fired Ceramics): Cocok untuk pembuatan perangkat gelombang mikro seperti RF, gelombang mikro, antena, sensor, filter, pembagi daya, dll. Selain itu, juga dapat digunakan di bidang medis, otomotif, kedirgantaraan, komunikasi, elektronik, dan bidang lainnya. Contoh produk meliputi modul gelombang mikro, modul antena, sensor tekanan, sensor gas, sensor akselerasi, filter gelombang mikro, pembagi daya, dll.
DBC (Direct Bond Copper): Cocok untuk pembuangan panas perangkat semikonduktor daya tinggi (seperti IGBT, MOSFET, GaN, SiC, dll.) dengan konduktivitas termal dan kekuatan mekanik yang sangat baik. Contoh produk meliputi modul daya, elektronika daya, pengontrol kendaraan listrik, dll.
DPC (Direct Plate Copper Multilayer Printed Circuit Board): terutama digunakan untuk pembuangan panas lampu LED daya tinggi dengan karakteristik intensitas tinggi, konduktivitas termal tinggi, dan kinerja listrik tinggi. Contoh produk meliputi lampu LED, LED UV, LED COB, dll.
LAM (Laser Activation Metallization for Hybrid Ceramic Metal Laminate): dapat digunakan untuk pembuangan panas dan optimasi kinerja listrik pada lampu LED daya tinggi, modul daya, kendaraan listrik, dan bidang lainnya. Contoh produk meliputi lampu LED, modul daya, penggerak motor kendaraan listrik, dll.
PCB FR4
Papan pembawa IC, papan Rigid-Flex, dan papan HDI blind/buried via adalah jenis PCB yang umum digunakan, yang diterapkan di berbagai industri dan produk sebagai berikut:
Papan pembawa IC: Ini adalah papan sirkuit tercetak yang umum digunakan, terutama untuk pengujian dan produksi chip dalam perangkat elektronik. Aplikasi umum meliputi produksi semikonduktor, manufaktur elektronik, kedirgantaraan, militer, dan bidang lainnya.
Papan Rigid-Flex: Ini adalah papan material komposit yang menggabungkan FPC dengan PCB kaku, dengan keunggulan papan sirkuit fleksibel dan kaku. Aplikasi umum meliputi elektronik konsumen, peralatan medis, elektronik otomotif, kedirgantaraan, dan bidang lainnya.
Papan HDI (High Density Interconnect) dengan jalur tembus buta/terkubur: Ini adalah papan sirkuit tercetak interkoneksi kepadatan tinggi dengan kepadatan jalur yang lebih tinggi dan bukaan yang lebih kecil untuk mencapai kemasan yang lebih kecil dan kinerja yang lebih tinggi. Aplikasi umum meliputi komunikasi seluler, komputer, elektronik konsumen, dan bidang lainnya.
