സെറാമിക് പിസിബികളും പരമ്പരാഗത എഫ്ആർ4 പിസിബികളും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം
ഈ വിഷയം ചർച്ച ചെയ്യുന്നതിനുമുമ്പ്, സെറാമിക് പിസിബികൾ എന്താണെന്നും എഫ്ആർ4 പിസിബികൾ എന്താണെന്നും ആദ്യം മനസ്സിലാക്കാം.
സെറാമിക് വസ്തുക്കളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി നിർമ്മിക്കുന്ന ഒരു തരം സർക്യൂട്ട് ബോർഡിനെയാണ് സെറാമിക് സർക്യൂട്ട് ബോർഡ് എന്ന് വിളിക്കുന്നത്, ഇത് സെറാമിക് പിസിബി (പ്രിന്റഡ് സർക്യൂട്ട് ബോർഡ്) എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു. സാധാരണ ഗ്ലാസ് ഫൈബർ റൈൻഫോഴ്സ്ഡ് പ്ലാസ്റ്റിക് (FR-4) സബ്സ്ട്രേറ്റുകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, സെറാമിക് സർക്യൂട്ട് ബോർഡുകൾ സെറാമിക് സബ്സ്ട്രേറ്റുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് ഉയർന്ന താപനില സ്ഥിരത, മികച്ച മെക്കാനിക്കൽ ശക്തി, മികച്ച ഡൈഇലക്ട്രിക് ഗുണങ്ങൾ, ദീർഘായുസ്സ് എന്നിവ നൽകാൻ കഴിയും. എൽഇഡി ലൈറ്റുകൾ, പവർ ആംപ്ലിഫയറുകൾ, സെമികണ്ടക്ടർ ലേസറുകൾ, ആർഎഫ് ട്രാൻസ്സീവറുകൾ, സെൻസറുകൾ, മൈക്രോവേവ് ഉപകരണങ്ങൾ തുടങ്ങിയ ഉയർന്ന താപനില, ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി, ഉയർന്ന പവർ സർക്യൂട്ടുകളിലാണ് സെറാമിക് പിസിബികൾ പ്രധാനമായും ഉപയോഗിക്കുന്നത്.
സർക്യൂട്ട് ബോർഡ് എന്നത് ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങൾക്കായുള്ള ഒരു അടിസ്ഥാന മെറ്റീരിയലിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് PCB അല്ലെങ്കിൽ പ്രിന്റഡ് സർക്യൂട്ട് ബോർഡ് എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു. ചാലകമല്ലാത്ത അടിവസ്ത്രങ്ങളിൽ ലോഹ സർക്യൂട്ട് പാറ്റേണുകൾ അച്ചടിച്ച് ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങൾ കൂട്ടിച്ചേർക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു കാരിയറാണിത്, തുടർന്ന് രാസ നാശം, ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ചെമ്പ്, ഡ്രില്ലിംഗ് തുടങ്ങിയ പ്രക്രിയകളിലൂടെ ചാലക പാതകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു.
സെറാമിക് CCL ഉം FR4 CCL ഉം തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസങ്ങൾ, ഗുണങ്ങൾ, ദോഷങ്ങൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള ഒരു താരതമ്യം താഴെ കൊടുക്കുന്നു.
| സ്വഭാവഗുണങ്ങൾ | സെറാമിക് സിസിഎൽ | എഫ്ആർ4 സിസിഎൽ |
| മെറ്റീരിയൽ ഘടകങ്ങൾ | സെറാമിക് | ഗ്ലാസ് ഫൈബർ ശക്തിപ്പെടുത്തിയ എപ്പോക്സി റെസിൻ |
| ചാലകത | ന | ഒപ്പം |
| താപ ചാലകത(W/mK) | 10-210 | 0.25-0.35 |
| കനം പരിധി | 0.1-3 മി.മീ | 0.1-5 മി.മീ |
| പ്രോസസ്സിംഗ് ബുദ്ധിമുട്ട് | ഉയർന്ന | താഴ്ന്നത് |
| നിർമ്മാണ ചെലവ് | ഉയർന്ന | താഴ്ന്നത് |
| പ്രയോജനങ്ങൾ | ഉയർന്ന താപനിലയിൽ നല്ല സ്ഥിരത, നല്ല ഡൈഇലക്ട്രിക് പ്രകടനം, ഉയർന്ന മെക്കാനിക്കൽ ശക്തി, നീണ്ട സേവന ജീവിതം | പരമ്പരാഗത വസ്തുക്കൾ, കുറഞ്ഞ നിർമ്മാണച്ചെലവ്, എളുപ്പമുള്ള പ്രോസസ്സിംഗ്, കുറഞ്ഞ ഫ്രീക്വൻസി ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് അനുയോജ്യം. |
| ദോഷങ്ങൾ | ഉയർന്ന നിർമ്മാണ ചെലവ്, പ്രോസസ്സിംഗ് ബുദ്ധിമുട്ട്, ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി അല്ലെങ്കിൽ ഉയർന്ന പവർ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് മാത്രം അനുയോജ്യം. | അസ്ഥിരമായ ഡൈഇലക്ട്രിക് സ്ഥിരാങ്കം, വലിയ താപനില മാറ്റങ്ങൾ, കുറഞ്ഞ മെക്കാനിക്കൽ ശക്തി, ഈർപ്പത്തോടുള്ള സംവേദനക്ഷമത |
| പ്രക്രിയകൾ | നിലവിൽ, HTCC, LTCC, DBC, DPC, LAM, എന്നിങ്ങനെ അഞ്ച് സാധാരണ തരം സെറാമിക് തെർമൽ CCL-കൾ ഉണ്ട്. | ഐസി കാരിയർ ബോർഡ്, റിജിഡ്-ഫ്ലെക്സ് ബോർഡ്, എച്ച്ഡിഐ ബ്ലൈൻഡ് വിയ ബോർഡ്, സിംഗിൾ-സൈഡഡ് ബോർഡ്, ഡബിൾ-സൈഡഡ് ബോർഡ്, മൾട്ടി-ലെയർ ബോർഡ് |
സെറാമിക് പിസിബി
വ്യത്യസ്ത വസ്തുക്കളുടെ പ്രയോഗ മേഖലകൾ:
അലുമിന സെറാമിക് (Al2O3): മികച്ച ഇൻസുലേഷൻ, ഉയർന്ന താപനില സ്ഥിരത, കാഠിന്യം, മെക്കാനിക്കൽ ശക്തി എന്നിവയുള്ള ഇത് ഉയർന്ന പവർ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമാക്കുന്നു.
അലൂമിനിയം നൈട്രൈഡ് സെറാമിക്സ് (AlN): ഉയർന്ന താപ ചാലകതയും നല്ല താപ സ്ഥിരതയും ഉള്ളതിനാൽ, ഉയർന്ന പവർ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾക്കും LED ലൈറ്റിംഗ് ഫീൽഡുകൾക്കും ഇത് അനുയോജ്യമാണ്.
സിർക്കോണിയ സെറാമിക്സ് (ZrO2): ഉയർന്ന ശക്തി, ഉയർന്ന കാഠിന്യം, വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധം എന്നിവയുള്ള ഇത് ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് ഇലക്ട്രിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമാണ്.
വ്യത്യസ്ത പ്രക്രിയകളുടെ പ്രയോഗ മേഖലകൾ:
HTCC (ഹൈ ടെമ്പറേച്ചർ കമ്പനി ഫയർഡ് സെറാമിക്സ്): പവർ ഇലക്ട്രോണിക്സ്, എയ്റോസ്പേസ്, സാറ്റലൈറ്റ് കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ, ഒപ്റ്റിക്കൽ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ, മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ, ഓട്ടോമോട്ടീവ് ഇലക്ട്രോണിക്സ്, പെട്രോകെമിക്കൽ, മറ്റ് വ്യവസായങ്ങൾ തുടങ്ങിയ ഉയർന്ന താപനിലയും ഉയർന്ന പവർ ആപ്ലിക്കേഷനുകളും ഉപയോഗിക്കാൻ അനുയോജ്യം. ഉയർന്ന പവർ LED-കൾ, പവർ ആംപ്ലിഫയറുകൾ, ഇൻഡക്ടറുകൾ, സെൻസറുകൾ, എനർജി സ്റ്റോറേജ് കപ്പാസിറ്ററുകൾ മുതലായവ ഉൽപ്പന്ന ഉദാഹരണങ്ങളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.
LTCC (ലോ ടെമ്പറേച്ചർ കോ ഫയർഡ് സെറാമിക്സ്): RF, മൈക്രോവേവ്, ആന്റിന, സെൻസർ, ഫിൽറ്റർ, പവർ ഡിവൈഡർ തുടങ്ങിയ മൈക്രോവേവ് ഉപകരണങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിന് അനുയോജ്യം. കൂടാതെ, മെഡിക്കൽ, ഓട്ടോമോട്ടീവ്, എയ്റോസ്പേസ്, കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ, ഇലക്ട്രോണിക്സ്, മറ്റ് മേഖലകൾ എന്നിവയിലും ഇത് ഉപയോഗിക്കാം. മൈക്രോവേവ് മൊഡ്യൂളുകൾ, ആന്റിന മൊഡ്യൂളുകൾ, പ്രഷർ സെൻസറുകൾ, ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ, ആക്സിലറേഷൻ സെൻസറുകൾ, മൈക്രോവേവ് ഫിൽട്ടറുകൾ, പവർ ഡിവൈഡറുകൾ മുതലായവ ഉൽപ്പന്ന ഉദാഹരണങ്ങളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.
DBC (ഡയറക്ട് ബോണ്ട് കോപ്പർ): മികച്ച താപ ചാലകതയും മെക്കാനിക്കൽ ശക്തിയും ഉള്ള ഉയർന്ന പവർ സെമികണ്ടക്ടർ ഉപകരണങ്ങളുടെ (IGBT, MOSFET, GaN, SiC മുതലായവ) താപ വിസർജ്ജനത്തിന് അനുയോജ്യം. പവർ മൊഡ്യൂളുകൾ, പവർ ഇലക്ട്രോണിക്സ്, ഇലക്ട്രിക് വെഹിക്കിൾ കൺട്രോളറുകൾ മുതലായവ ഉൽപ്പന്ന ഉദാഹരണങ്ങളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.
ഡിപിസി (ഡയറക്ട് പ്ലേറ്റ് കോപ്പർ മൾട്ടിലെയർ പ്രിന്റഡ് സർക്യൂട്ട് ബോർഡ്): ഉയർന്ന തീവ്രത, ഉയർന്ന താപ ചാലകത, ഉയർന്ന വൈദ്യുത പ്രകടനം എന്നീ സവിശേഷതകളുള്ള ഉയർന്ന പവർ എൽഇഡി ലൈറ്റുകളുടെ താപ വിസർജ്ജനത്തിനാണ് പ്രധാനമായും ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഉൽപ്പന്ന ഉദാഹരണങ്ങളിൽ എൽഇഡി ലൈറ്റുകൾ, യുവി എൽഇഡികൾ, സിഒബി എൽഇഡികൾ മുതലായവ ഉൾപ്പെടുന്നു.
LAM (ലേസർ ആക്ടിവേഷൻ മെറ്റലൈസേഷൻ ഫോർ ഹൈബ്രിഡ് സെറാമിക് മെറ്റൽ ലാമിനേറ്റ്): ഉയർന്ന പവർ എൽഇഡി ലൈറ്റുകൾ, പവർ മൊഡ്യൂളുകൾ, ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾ, മറ്റ് മേഖലകൾ എന്നിവയിൽ താപ വിസർജ്ജനത്തിനും വൈദ്യുത പ്രകടന ഒപ്റ്റിമൈസേഷനും ഉപയോഗിക്കാം. ഉൽപ്പന്ന ഉദാഹരണങ്ങളിൽ എൽഇഡി ലൈറ്റുകൾ, പവർ മൊഡ്യൂളുകൾ, ഇലക്ട്രിക് വാഹന മോട്ടോർ ഡ്രൈവറുകൾ മുതലായവ ഉൾപ്പെടുന്നു.
FR4 PCB
ഐസി കാരിയർ ബോർഡുകൾ, റിജിഡ്-ഫ്ലെക്സ് ബോർഡുകൾ, എച്ച്ഡിഐ ബ്ലൈൻഡ്/ബറീഡ് വിയ ബോർഡുകൾ എന്നിവ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന പിസിബികളാണ്, അവ വ്യത്യസ്ത വ്യവസായങ്ങളിലും ഉൽപ്പന്നങ്ങളിലും ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ പ്രയോഗിക്കുന്നു:
ഐസി കാരിയർ ബോർഡ്: ഇത് സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു പ്രിന്റഡ് സർക്യൂട്ട് ബോർഡാണ്, പ്രധാനമായും ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളിലെ ചിപ്പ് പരിശോധനയ്ക്കും ഉൽപ്പാദനത്തിനും ഉപയോഗിക്കുന്നു. സെമികണ്ടക്ടർ ഉത്പാദനം, ഇലക്ട്രോണിക് നിർമ്മാണം, എയ്റോസ്പേസ്, മിലിട്ടറി, മറ്റ് മേഖലകൾ എന്നിവയാണ് സാധാരണ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ.
റിജിഡ്-ഫ്ലെക്സ് ബോർഡ്: എഫ്പിസിയും റിജിഡ് പിസിബിയും സംയോജിപ്പിക്കുന്ന ഒരു കോമ്പോസിറ്റ് മെറ്റീരിയൽ ബോർഡാണിത്, വഴക്കമുള്ളതും റിജിഡ് സർക്യൂട്ട് ബോർഡുകളുടെ ഗുണങ്ങളുമുണ്ട്. സാധാരണ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ കൺസ്യൂമർ ഇലക്ട്രോണിക്സ്, മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ, ഓട്ടോമോട്ടീവ് ഇലക്ട്രോണിക്സ്, എയ്റോസ്പേസ്, മറ്റ് മേഖലകൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.
HDI ബ്ലൈൻഡ്/ബോർഡ് വഴി സംസ്കരിക്കുക: ചെറിയ പാക്കേജിംഗും ഉയർന്ന പ്രകടനവും നേടുന്നതിന് ഉയർന്ന ലൈൻ സാന്ദ്രതയും ചെറിയ അപ്പർച്ചറും ഉള്ള ഉയർന്ന സാന്ദ്രത ഇന്റർകണക്റ്റ് പ്രിന്റഡ് സർക്യൂട്ട് ബോർഡാണിത്. മൊബൈൽ ആശയവിനിമയങ്ങൾ, കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ, ഉപഭോക്തൃ ഇലക്ട്രോണിക്സ്, മറ്റ് മേഖലകൾ എന്നിവയാണ് സാധാരണ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ.
