Różnica między płytkami PCB ceramicznymi a tradycyjnymi płytkami PCB FR4

Zanim omówimy ten temat, wyjaśnijmy najpierw, czym są płytki PCB ceramiczne, a czym płytki PCB FR4.

Ceramiczna płytka drukowana (PCB) to rodzaj płytki drukowanej produkowanej na bazie materiałów ceramicznych, znanej również jako ceramiczna płytka drukowana (PCB). W przeciwieństwie do typowych podłoży z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym (FR-4), ceramiczne płytki drukowane wykorzystują podłoża ceramiczne, które zapewniają wyższą stabilność temperaturową, lepszą wytrzymałość mechaniczną, lepsze właściwości dielektryczne i dłuższą żywotność. Ceramiczne płytki PCB są stosowane głównie w obwodach wysokotemperaturowych, wysokoczęstotliwościowych i dużej mocy, takich jak diody LED, wzmacniacze mocy, lasery półprzewodnikowe, transceivery RF, czujniki i urządzenia mikrofalowe.

Płytka drukowana (PCB) to podstawowy materiał do produkcji podzespołów elektronicznych. Jest to nośnik do montażu podzespołów elektronicznych poprzez drukowanie metalowych wzorów obwodów na nieprzewodzących podłożach, a następnie tworzenie ścieżek przewodzących poprzez procesy takie jak korozja chemiczna, miedź elektrolityczna i wiercenie.

Poniżej przedstawiono porównanie ceramicznych płyt CCL i płyt CCL FR4, uwzględniając ich różnice, zalety i wady.

Ceramiczna płytka PCB

Obszary zastosowań różnych materiałów:

Ceramika glinowa (Al2O3): Posiada doskonałe właściwości izolacyjne, jest stabilna w wysokich temperaturach, twarda i wytrzymała mechanicznie, dzięki czemu nadaje się do stosowania w urządzeniach elektronicznych dużej mocy.

Ceramika azotku glinu (AlN): Dzięki wysokiej przewodności cieplnej i dobrej stabilności termicznej nadaje się do urządzeń elektronicznych dużej mocy i oświetlenia LED.

Ceramika cyrkonowa (ZrO2): charakteryzuje się dużą wytrzymałością, twardością i odpornością na zużycie, nadaje się do stosowania w urządzeniach elektrycznych wysokiego napięcia.

Obszary zastosowań różnych procesów:

HTCC (ceramika wysokotemperaturowa wypalana kobaltem): Nadaje się do zastosowań wymagających wysokiej temperatury i mocy, takich jak elektronika mocy, przemysł lotniczy i kosmiczny, komunikacja satelitarna, komunikacja optyczna, sprzęt medyczny, elektronika samochodowa, petrochemia i inne. Przykładami produktów są diody LED dużej mocy, wzmacniacze mocy, cewki indukcyjne, czujniki, kondensatory magazynujące energię itp.

LTCC (ceramika niskotemperaturowa wypalana kobaltem): Nadaje się do produkcji urządzeń mikrofalowych, takich jak RF, mikrofale, anteny, czujniki, filtry, dzielniki mocy itp. Ponadto może być również stosowana w medycynie, motoryzacji, lotnictwie, komunikacji, elektronice i innych dziedzinach. Przykładami produktów są moduły mikrofalowe, moduły antenowe, czujniki ciśnienia, czujniki gazu, czujniki przyspieszenia, filtry mikrofalowe, dzielniki mocy itp.

DBC (Direct Bond Copper): Nadaje się do odprowadzania ciepła z urządzeń półprzewodnikowych dużej mocy (takich jak IGBT, MOSFET, GaN, SiC itp.) o doskonałej przewodności cieplnej i wytrzymałości mechanicznej. Przykładami produktów są moduły mocy, elektronika mocy, sterowniki pojazdów elektrycznych itp.

DPC (Digitalized Copper Multilayer Printed Circuit Board – wielowarstwowa płytka drukowana z miedzianą płytką bezpośrednią): stosowana głównie do odprowadzania ciepła z diod LED dużej mocy, charakteryzujących się wysoką intensywnością, wysoką przewodnością cieplną i wysoką wydajnością elektryczną. Przykładami produktów są diody LED, diody UV, diody COB itp.

LAM (Laser Activation Metallization for Hybrid Ceramic Metal Laminate): może być stosowany do odprowadzania ciepła i optymalizacji wydajności elektrycznej w diodach LED dużej mocy, modułach mocy, pojazdach elektrycznych i innych zastosowaniach. Przykładami produktów są diody LED, moduły mocy, sterowniki silników pojazdów elektrycznych itp.

Płytka drukowana FR4

Płytki nośne układów scalonych, płytki sztywno-giętkie i płytki HDI z ślepymi/zakopanymi przelotkami to powszechnie stosowane typy płytek PCB, które znajdują zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu i produktach, takich jak:

Płytka nośna układu scalonego: Jest to powszechnie stosowana płytka drukowana, wykorzystywana głównie do testowania i produkcji układów scalonych w urządzeniach elektronicznych. Typowe zastosowania obejmują produkcję półprzewodników, produkcję elektroniki, przemysł lotniczy i kosmiczny, wojsko i inne dziedziny.

Płytka Rigid-Flex: Jest to płytka z materiału kompozytowego, która łączy w sobie technologię FPC (Front Print Processing Process) ze sztywną płytką PCB, oferując zalety zarówno elastycznych, jak i sztywnych płytek drukowanych. Typowe zastosowania obejmują elektronikę użytkową, sprzęt medyczny, elektronikę samochodową, przemysł lotniczy i inne dziedziny.

Płytka drukowana HDI typu blind/buried via board: Jest to płytka drukowana o wysokiej gęstości połączeń, charakteryzująca się większą gęstością linii i mniejszą aperturą, co pozwala na zmniejszenie obudowy i uzyskanie wyższej wydajności. Typowe zastosowania obejmują komunikację mobilną, komputery, elektronikę użytkową i inne dziedziny.