Razlika med keramičnimi tiskanimi vezji in tradicionalnimi tiskanimi vezji FR4
Preden se pogovorimo o tej temi, najprej razumemo, kaj so keramične tiskane vezja in kaj so tiskane vezja FR4.
Keramična tiskana vezja se nanašajo na vrsto tiskanih vezij, izdelanih na osnovi keramičnih materialov, znanih tudi kot keramična tiskana vezja (PCB). Za razliko od običajnih substratov iz steklenih vlaken (FR-4) keramična tiskana vezja uporabljajo keramične substrate, ki zagotavljajo večjo temperaturno stabilnost, boljšo mehansko trdnost, boljše dielektrične lastnosti in daljšo življenjsko dobo. Keramična tiskana vezja se uporabljajo predvsem v visokotemperaturnih, visokofrekvenčnih in visokoenergijskih vezjih, kot so LED luči, ojačevalniki moči, polprevodniški laserji, RF-oddajniki, senzorji in mikrovalovne naprave.
Tiskano vezje se nanaša na osnovni material za elektronske komponente, znan tudi kot tiskano vezje ali plošča s tiskanim vezjem. Je nosilec za sestavljanje elektronskih komponent s tiskanjem kovinskih vzorcev vezij na neprevodne podlage in nato ustvarjanjem prevodnih poti s postopki, kot so kemična korozija, elektrolitski baker in vrtanje.
Sledi primerjava med keramičnim CCL in FR4 CCL, vključno z njihovimi razlikami, prednostmi in slabostmi.
| Značilnosti | Keramični CCL | FR4 CCL |
| Materialne komponente | Keramika | Epoksidna smola, ojačana s steklenimi vlakni |
| Prevodnost | S | IN |
| Toplotna prevodnost (W/mK) | 10-210 | 0,25–0,35 |
| Razpon debeline | 0,1–3 mm | 0,1–5 mm |
| Težavnost obdelave | Visoka | Nizko |
| Stroški proizvodnje | Visoka | Nizko |
| Prednosti | Dobra visokotemperaturna stabilnost, dobre dielektrične lastnosti, visoka mehanska trdnost in dolga življenjska doba | Konvencionalni materiali, nizki proizvodni stroški, enostavna obdelava, primerni za nizkofrekvenčne aplikacije |
| Slabosti | Visoki proizvodni stroški, težka obdelava, primerno le za visokofrekvenčne ali visokozmogljive aplikacije | Nestabilna dielektrična konstanta, velike temperaturne spremembe, nizka mehanska trdnost in občutljivost na vlago |
| Procesi | Trenutno obstaja pet pogostih vrst keramičnih termičnih CCL-jev, vključno s HTCC, LTCC, DBC, DPC, LAM itd. | Nosilna plošča IC, plošča Rigid-Flex, plošča HDI zakopana/slepa vgradnja, enostranska plošča, dvostranska plošča, večplastna plošča |
Keramična tiskana vezja
Področja uporabe različnih materialov:
Aluminijeva keramika (Al2O3): Ima odlično izolacijo, stabilnost pri visokih temperaturah, trdoto in mehansko trdnost, zaradi česar je primerna za visokozmogljive elektronske naprave.
Keramika iz aluminijevega nitrida (AlN): Zaradi visoke toplotne prevodnosti in dobre toplotne stabilnosti je primerna za visokozmogljive elektronske naprave in LED osvetlitvena polja.
Cirkonijska keramika (ZrO2): z visoko trdnostjo, visoko trdoto in odpornostjo proti obrabi je primerna za visokonapetostno električno opremo.
Področja uporabe različnih procesov:
HTCC (keramika, žgana na koksu za visoke temperature): Primerna za visokotemperaturne in visokoenergijske aplikacije, kot so močnostna elektronika, vesoljska in vesoljska industrija, satelitska komunikacija, optična komunikacija, medicinska oprema, avtomobilska elektronika, petrokemična in druge industrije. Primeri izdelkov vključujejo visokozmogljive LED diode, ojačevalnike moči, induktorje, senzorje, kondenzatorje za shranjevanje energije itd.
LTCC (keramika, žgana na oglju nizke temperature): Primerna za izdelavo mikrovalovnih naprav, kot so radiofrekvenčne pečice, mikrovalovi, antene, senzorji, filtri, delilniki moči itd. Poleg tega se lahko uporablja tudi v medicini, avtomobilski industriji, vesoljski industriji, komunikacijah, elektroniki in drugih področjih. Primeri izdelkov vključujejo mikrovalovne module, antenske module, senzorje tlaka, senzorje plina, senzorje pospeška, mikrovalovne filtre, delilnike moči itd.
DBC (Direct Bond Copper): Primeren za odvajanje toplote visokozmogljivih polprevodniških naprav (kot so IGBT, MOSFET, GaN, SiC itd.) z odlično toplotno prevodnostjo in mehansko trdnostjo. Primeri izdelkov vključujejo napajalne module, močnostno elektroniko, krmilnike električnih vozil itd.
DPC (večplastna bakrena tiskana vezja z direktno ploščo): uporablja se predvsem za odvajanje toplote visokozmogljivih LED luči z značilnostmi visoke intenzivnosti, visoke toplotne prevodnosti in visoke električne zmogljivosti. Primeri izdelkov vključujejo LED luči, UV LED, COB LED itd.
LAM (lasersko aktivirana metalizacija za hibridni keramični kovinski laminat): se lahko uporablja za odvajanje toplote in optimizacijo električnih zmogljivosti v visokozmogljivih LED-lučeh, napajalnih modulih, električnih vozilih in drugih področjih. Primeri izdelkov vključujejo LED-luči, napajalne module, gonilnike motorjev električnih vozil itd.
Tiskana plošča FR4
Nosilne plošče IC, toge-fleksibilne plošče in slepe/vkopane plošče HDI so pogosto uporabljene vrste tiskanih vezij, ki se uporabljajo v različnih panogah in izdelkih, kot sledi:
Nosilna plošča integriranega vezja: To je pogosto uporabljena tiskana vezja, ki se uporablja predvsem za testiranje in proizvodnjo čipov v elektronskih napravah. Pogoste uporabe vključujejo proizvodnjo polprevodnikov, elektronsko proizvodnjo, vesoljsko, vojaško in druga področja.
Togo-fleksibilna plošča: To je plošča iz kompozitnega materiala, ki združuje FPC s togim tiskanim vezjem, s prednostmi tako fleksibilnih kot togih tiskanih vezij. Pogoste uporabe vključujejo potrošniško elektroniko, medicinsko opremo, avtomobilsko elektroniko, vesoljsko industrijo in druga področja.
Slepa/vkopana plošča HDI: Gre za tiskano vezje z visoko gostoto medsebojnih povezav, večjo gostoto linij in manjšo odprtino za doseganje manjše embalaže in večje zmogljivosti. Pogoste uporabe vključujejo mobilne komunikacije, računalnike, potrošniško elektroniko in druga področja.
