Munurinn á keramik PCB og hefðbundnum FR4 PCB
Áður en við ræðum þetta mál skulum við fyrst skilja hvað keramik PCB eru og hvað FR4 PCB eru.
Keramikrásarborð vísar til tegundar rafrásarborðs sem er framleitt úr keramikefnum, einnig þekkt sem keramik-PCB (prentað rafrásarborð). Ólíkt venjulegum undirlögum úr glertrefjastyrktum plasti (FR-4) nota keramikrásarborð keramikundirlög, sem geta veitt meiri hitastöðugleika, betri vélrænan styrk, betri rafsvörunareiginleika og lengri líftíma. Keramik-PCB eru aðallega notuð í háhita-, hátíðni- og aflrásum, svo sem LED ljósum, aflmagnurum, hálfleiðara leysigeislum, RF senditækjum, skynjurum og örbylgjutækjum.
Rafrásarplata vísar til grunnefnis fyrir rafeindaíhluti, einnig þekkt sem prentuð rafrásarplata eða PCB. Hún er burðarefni til að setja saman rafeindaíhluti með því að prenta málmrásarmynstur á óleiðandi undirlag og síðan búa til leiðandi brautir með ferlum eins og efnatæringu, rafgreiningu kopars og borunum.
Eftirfarandi er samanburður á keramik CCL og FR4 CCL, þar á meðal munur, kostir og gallar þeirra.
| Einkenni | Keramik CCL | FR4 CCL |
| Efnisþættir | Keramik | Glertrefjastyrkt epoxy plastefni |
| Leiðni | N | OG |
| Varmaleiðni (W/mK) | 10-210 | 0,25-0,35 |
| Þykktarsvið | 0,1-3 mm | 0,1-5 mm |
| Vinnsluerfiðleikar | Hátt | Lágt |
| Framleiðslukostnaður | Hátt | Lágt |
| Kostir | Góð stöðugleiki við háan hita, góð rafseguleiginleikar, mikill vélrænn styrkur og langur endingartími | Hefðbundin efni, lágur framleiðslukostnaður, auðveld vinnsla, hentugur fyrir lágtíðniforrit |
| Ókostir | Hár framleiðslukostnaður, erfið vinnsla, aðeins hentugur fyrir hátíðni eða mikla afköst. | Óstöðugur rafsvörunarstuðull, miklar hitabreytingar, lítill vélrænn styrkur og næmi fyrir raka |
| Ferli | Sem stendur eru fimm algengar gerðir af keramikhita CCL, þar á meðal HTCC, LTCC, DBC, DPC, LAM, o.s.frv. | IC burðarplata, Rigid-Flex plata, HDI grafin/blind í gegnum plata, einhliða plata, tvíhliða plata, marglaga plata |
Keramik PCB
Notkunarsvið mismunandi efna:
Áloxíðkeramik (Al2O3): Það hefur framúrskarandi einangrun, stöðugleika við háan hita, hörku og vélrænan styrk sem gerir það hentugt fyrir rafeindabúnað með miklum afli.
Álnítríðkeramik (AlN): Með mikilli varmaleiðni og góðum varmastöðugleika er það hentugt fyrir rafeindabúnað með miklum afli og LED-lýsingarsvið.
Sirkoníumkeramik (ZrO2): með miklum styrk, mikilli hörku og slitþoli, hentar það vel fyrir háspennurafbúnað.
Notkunarsvið mismunandi ferla:
HTCC (Háhita- og kolefnisbrennt keramik): Hentar fyrir notkun við háan hita og mikla afl, svo sem í rafeindabúnaði, geimferðum, gervihnattasamskiptum, ljósleiðarasamskiptum, lækningatækjum, bílaiðnaði, jarðefnaeldsneyti og öðrum atvinnugreinum. Dæmi um vörur eru meðal annars háafls-LED ljós, aflmagnarar, spólur, skynjarar, orkugeymsluþéttar o.s.frv.
LTCC (lághitastigs-Co-brennt keramik): Hentar til framleiðslu á örbylgjuofntækjum eins og útvarpsbylgjum, örbylgjuofnum, loftnetum, skynjurum, síum, aflsskiptitækjum o.s.frv. Þar að auki er það einnig hægt að nota í læknisfræði, bílaiðnaði, flug- og geimferðum, samskiptum, rafeindatækni og öðrum sviðum. Dæmi um vörur eru örbylgjuofnaeiningar, loftnetseiningar, þrýstiskynjarar, gasskynjarar, hröðunarskynjarar, örbylgjusíur, aflsskiptir o.s.frv.
DBC (beint bundinn kopar): Hentar til varmadreifingar í háafls hálfleiðurum (eins og IGBT, MOSFET, GaN, SiC, o.s.frv.) með framúrskarandi varmaleiðni og vélrænum styrk. Dæmi um vörur eru aflgjafaeiningar, aflrafmagnstæki, stýringar fyrir rafknúin ökutæki, o.s.frv.
DPC (Direct Plate Copper Multilayer Printed Circuit Board): aðallega notað til varmadreifingar í öflugum LED ljósum með einkennum eins og mikilli styrkleika, mikilli varmaleiðni og mikilli rafafköstum. Dæmi um vörur eru LED ljós, UV LED, COB LED o.s.frv.
LAM (Laser Activation Metallization for Hybrid Ceramic Metal Laminate): Hægt er að nota það til að dreifa varma og hámarka rafmagnsafköst í öflugum LED ljósum, aflgjafaeiningum, rafknúnum ökutækjum og öðrum sviðum. Dæmi um vörur eru LED ljós, aflgjafaeiningar, drifvélar fyrir rafknúin ökutæki o.s.frv.
FR4 prentplata
IC burðarplötur, Rigid-Flex plötur og HDI blind/grafin í gegnum plötur eru algengar gerðir af PCB-plötum sem eru notaðar í mismunandi atvinnugreinum og vörum sem hér segir:
IC burðarplata: Þetta er algeng prentuð rafrásarplata, aðallega notuð til að prófa örgjörva og framleiða í rafeindatækjum. Algeng notkun er meðal annars framleiðsla á hálfleiðurum, rafeindaframleiðsla, flug- og geimferðaiðnaði, hernaður og önnur svið.
Stíf-sveigjanleg rafrásarplata: Þetta er rafrásarplata úr samsettu efni sem sameinar FPC og stífa prentplötu, með kostum bæði sveigjanlegra og stífra rafrásarplatna. Algeng notkun er meðal annars neytendatækni, lækningatæki, bílarafeindatækni, flug- og geimferðafræði og önnur svið.
HDI blind-/grafinn rafrásarplata: Þetta er prentuð rafrásarplata með mikilli þéttleika, meiri línuþéttleika og minni ljósopi til að ná fram minni umbúðum og meiri afköstum. Algeng notkunarsvið eru meðal annars farsímasamskipti, tölvur, neytendatækni og önnur svið.
