Forskjellen mellom keramiske PCB-er og tradisjonelle FR4-PCB-er
Før vi diskuterer dette problemet, la oss først forstå hva keramiske PCB-er er og hva FR4 PCB-er er.
Keramiske kretskort refererer til en type kretskort produsert basert på keramiske materialer, også kjent som et keramisk PCB (trykt kretskort). I motsetning til vanlige glassfiberforsterkede plastsubstrater (FR-4) bruker keramiske kretskort keramiske substrater, som kan gi høyere temperaturstabilitet, bedre mekanisk styrke, bedre dielektriske egenskaper og lengre levetid. Keramiske PCB-er brukes hovedsakelig i høytemperatur-, høyfrekvente- og høyeffektskretser, for eksempel LED-lys, effektforsterkere, halvlederlasere, RF-transceivere, sensorer og mikrobølgeenheter.
Kretskort refererer til et basismateriale for elektroniske komponenter, også kjent som PCB eller trykt kretskort. Det er en bærer for montering av elektroniske komponenter ved å trykke metallkretsmønstre på ikke-ledende underlag, og deretter lage ledende baner gjennom prosesser som kjemisk korrosjon, elektrolytisk kobber og boring.
Følgende er en sammenligning mellom keramisk CCL og FR4 CCL, inkludert deres forskjeller, fordeler og ulemper.
| Kjennetegn | Keramisk CCL | FR4 CCL |
| Materialkomponenter | Keramikk | Glassfiberforsterket epoksyharpiks |
| Konduktivitet | N | OG |
| Termisk konduktivitet (W/mK) | 10–210 | 0,25–0,35 |
| Tykkelsesområde | 0,1–3 mm | 0,1–5 mm |
| Behandlingsvanskeligheter | Høy | Lav |
| Produksjonskostnad | Høy | Lav |
| Fordeler | God høytemperaturstabilitet, god dielektrisk ytelse, høy mekanisk styrke og lang levetid | Konvensjonelle materialer, lave produksjonskostnader, enkel bearbeiding, egnet for lavfrekvente applikasjoner |
| Ulemper | Høye produksjonskostnader, vanskelig prosessering, kun egnet for høyfrekvente eller høyeffektsapplikasjoner | Ustabil dielektrisk konstant, store temperaturendringer, lav mekanisk styrke og følsomhet for fuktighet |
| Prosesser | For tiden finnes det fem vanlige typer keramiske termiske CCL-er, inkludert HTCC, LTCC, DBC, DPC, LAM, osv. | IC-bærerkort, Rigid-Flex-kort, HDI-nedgravd/blind via-kort, ensidig kort, tosidig kort, flerlagskort |
Keramisk PCB
Bruksområder for forskjellige materialer:
Alumina-keramikk (Al2O3): Den har utmerket isolasjon, høy temperaturstabilitet, hardhet og mekanisk styrke, noe som gjør den egnet for elektroniske enheter med høy effekt.
Aluminiumnitridkeramikk (AlN): Med høy varmeledningsevne og god termisk stabilitet er den egnet for høyeffekts elektroniske enheter og LED-belysningsfelt.
Zirkoniumkeramikk (ZrO2): med høy styrke, høy hardhet og slitestyrke, er den egnet for høyspent elektrisk utstyr.
Bruksområder for ulike prosesser:
HTCC (Høytemperatur-kobrennerkeramikk): Egnet for høytemperatur- og høyeffektapplikasjoner, som kraftelektronikk, luftfart, satellittkommunikasjon, optisk kommunikasjon, medisinsk utstyr, bilelektronikk, petrokjemisk industri og annen industri. Produkteksempler inkluderer høyeffekts-LED-er, effektforsterkere, induktorer, sensorer, energilagringskondensatorer osv.
LTCC (lavtemperatur-kobrennerkeramikk): Egnet for produksjon av mikrobølgeenheter som RF, mikrobølger, antenner, sensorer, filtre, effektdelere osv. I tillegg kan den også brukes innen medisin, bilindustri, luftfart, kommunikasjon, elektronikk og andre felt. Produkteksempler inkluderer mikrobølgemoduler, antennemoduler, trykksensorer, gasssensorer, akselerasjonssensorer, mikrobølgefiltre, effektdelere osv.
DBC (Direct Bond Copper): Egnet for varmespredning av høyeffekts halvlederkomponenter (som IGBT, MOSFET, GaN, SiC, etc.) med utmerket varmeledningsevne og mekanisk styrke. Produkteksempler inkluderer kraftmoduler, kraftelektronikk, elektriske kjøretøykontrollere, etc.
DPC (Direct Plate Copper Multilayer Printed Circuit Board): brukes hovedsakelig for varmespredning av høyeffekts-LED-lys med egenskaper som høy intensitet, høy varmeledningsevne og høy elektrisk ytelse. Produkteksempler inkluderer LED-lys, UV-LED-er, COB-LED-er, osv.
LAM (Laseraktiveringsmetallisering for hybrid keramisk metalllaminat): kan brukes til varmespredning og optimalisering av elektrisk ytelse i kraftige LED-lys, kraftmoduler, elektriske kjøretøy og andre felt. Produkteksempler inkluderer LED-lys, kraftmoduler, motordrivere for elektriske kjøretøy, osv.
FR4-kretskort
IC-bærerkort, Rigid-Flex-kort og HDI blind-/buried via-kort er vanlige typer PCB-er som brukes i forskjellige bransjer og produkter som følger:
IC-bærerkort: Det er et vanlig brukt kretskort, hovedsakelig brukt til brikketesting og produksjon i elektroniske enheter. Vanlige bruksområder inkluderer halvlederproduksjon, elektronikkproduksjon, luftfart, militær og andre felt.
Rigid-Flex-kort: Det er et komposittkort som kombinerer FPC med stivt PCB, med fordelene til både fleksible og stive kretskort. Vanlige bruksområder inkluderer forbrukerelektronikk, medisinsk utstyr, bilelektronikk, luftfart og andre felt.
HDI blind/nedgravd via-kort: Det er et kretskort med høy tetthet, sammenkoblet kretskort med høyere linjetetthet og mindre blenderåpning for å oppnå mindre pakning og høyere ytelse. Vanlige bruksområder inkluderer mobilkommunikasjon, datamaskiner, forbrukerelektronikk og andre felt.
