Разница между керамическими печатными платами и традиционными печатными платами FR4
Прежде чем обсуждать этот вопрос, давайте сначала разберемся, что такое керамические печатные платы и что такое печатные платы из материала FR4.
Керамическая печатная плата — это тип печатной платы, изготовленной на основе керамических материалов, также известная как керамическая печатная плата (печатная плата). В отличие от обычных подложек из стекловолокнистого армированного пластика (FR-4), в керамических печатных платах используются керамические подложки, которые обеспечивают более высокую температурную стабильность, лучшую механическую прочность, лучшие диэлектрические свойства и более длительный срок службы. Керамические печатные платы в основном используются в высокотемпературных, высокочастотных и мощных схемах, таких как светодиоды, усилители мощности, полупроводниковые лазеры, радиочастотные приемопередатчики, датчики и микроволновые устройства.
Печатная плата (Prichid Board) — это основной материал для электронных компонентов, также известный как PCB или печатная плата. Она служит носителем для сборки электронных компонентов путем нанесения металлических схемных рисунков на непроводящие подложки, а затем создания проводящих путей с помощью таких процессов, как химическая коррозия, электролитическое меднение и сверление.
Ниже приведено сравнение керамических CCL и FR4 CCL, включая их различия, преимущества и недостатки.
| Характеристики | Керамический CCL | FR4 CCL |
| Материальные компоненты | Керамика | Эпоксидная смола, армированная стекловолокном |
| Проводимость | Н | И |
| Теплопроводность (Вт/мК) | 10-210 | 0,25-0,35 |
| Диапазон толщины | 0,1-3 мм | 0,1-5 мм |
| Сложность обработки | Высокий | Низкий |
| Производственные затраты | Высокий | Низкий |
| Преимущества | Высокая термостойкость, хорошие диэлектрические характеристики, высокая механическая прочность и длительный срок службы. | Традиционные материалы, низкая себестоимость производства, простота обработки, подходит для низкочастотных применений. |
| Недостатки | Высокая себестоимость производства, сложная обработка, подходит только для высокочастотных или мощных применений. | Нестабильная диэлектрическая постоянная, значительные перепады температуры, низкая механическая прочность и восприимчивость к влаге. |
| Процессы | В настоящее время существует пять распространенных типов керамических теплоизоляционных композитных пленок (CCL), включая HTCC, LTCC, DBC, DPC, LAM и др. | Плата-носитель для микросхем, жестко-гибкая плата, плата с глухими/скрытыми переходными отверстиями HDI, односторонняя плата, двухсторонняя плата, многослойная плата |
Керамическая печатная плата
Области применения различных материалов:
Алюминиевая керамика (Al2O3): обладает превосходными изоляционными свойствами, термостойкостью, твердостью и механической прочностью, что делает ее подходящей для мощных электронных устройств.
Керамика на основе нитрида алюминия (AlN): Благодаря высокой теплопроводности и хорошей термической стабильности, она подходит для мощных электронных устройств и светодиодного освещения.
Циркониевая керамика (ZrO2): обладает высокой прочностью, твердостью и износостойкостью, подходит для высоковольтного электрооборудования.
Области применения различных процессов:
Высокотемпературная спекаемая керамика (ВТСК): подходит для высокотемпературных и мощных применений, таких как силовая электроника, аэрокосмическая промышленность, спутниковая связь, оптическая связь, медицинское оборудование, автомобильная электроника, нефтехимическая промышленность и другие отрасли. Примеры продукции включают мощные светодиоды, усилители мощности, индукторы, датчики, конденсаторы для хранения энергии и т. д.
Низкотемпературная соосажденная керамика (LTCC): подходит для производства микроволновых устройств, таких как радиочастотные, микроволновые, антенные, сенсорные, фильтрующие, разветвители мощности и т. д. Кроме того, она может использоваться в медицине, автомобилестроении, аэрокосмической отрасли, связи, электронике и других областях. Примеры продукции включают микроволновые модули, антенные модули, датчики давления, газовые датчики, акселерометры, микроволновые фильтры, разветвители мощности и т. д.
DBC (Direct Bond Copper): Подходит для отвода тепла от мощных полупроводниковых приборов (таких как IGBT, MOSFET, GaN, SiC и др.) благодаря превосходной теплопроводности и механической прочности. Примеры продукции включают силовые модули, силовую электронику, контроллеры электромобилей и т. д.
DPC (Direct Plate Copper Multilayer Printed Circuit Board): в основном используется для отвода тепла от мощных светодиодных светильников, обладающих такими характеристиками, как высокая интенсивность свечения, высокая теплопроводность и высокие электрические характеристики. Примеры продукции включают светодиодные светильники, УФ-светодиоды, COB-светодиоды и т. д.
LAM (лазерная активационная металлизация гибридных керамических металлоламинатов): может использоваться для рассеивания тепла и оптимизации электрических характеристик в мощных светодиодных светильниках, силовых модулях, электромобилях и других областях. Примеры продукции включают светодиодные светильники, силовые модули, драйверы электродвигателей для электромобилей и т. д.
FR4 PCB
Платы-носители для микросхем, жестко-гибкие платы и платы с глухими/скрытыми переходными отверстиями HDI — это наиболее распространенные типы печатных плат, применяемые в различных отраслях промышленности и для производства следующей продукции:
Плата-носитель для интегральных схем: это широко используемая печатная плата, в основном применяемая для тестирования микросхем и производства электронных устройств. Типичные области применения включают производство полупроводников, электронное производство, аэрокосмическую, военную и другие отрасли.
Гибко-жесткая плата: это плата из композитного материала, сочетающая в себе гибкую печатную плату (FPC) и жесткую печатную плату (PCB), обладающая преимуществами как гибких, так и жестких печатных плат. Области применения включают бытовую электронику, медицинское оборудование, автомобильную электронику, аэрокосмическую отрасль и другие.
Плата с глухими/скрытыми межсоединениями (HDI blind/buried via board): это печатная плата с высокой плотностью межсоединений, отличающаяся большей плотностью линий и меньшим диаметром отверстий, что позволяет уменьшить габариты корпуса и повысить производительность. Типичные области применения включают мобильную связь, компьютеры, бытовую электронику и другие сферы.
