Skillnaden mellan keramiska kretskort och traditionella FR4-kretskort
Innan vi diskuterar denna fråga, låt oss först förstå vad keramiska PCB:er är och vad FR4-PCB:er är.
Keramiska kretskort är en typ av kretskort tillverkat av keramiska material, även känt som keramiska PCB (tryckta kretskort). Till skillnad från vanliga glasfiberförstärkta plastsubstrat (FR-4) använder keramiska kretskort keramiska substrat, vilket kan ge högre temperaturstabilitet, bättre mekanisk hållfasthet, bättre dielektriska egenskaper och längre livslängd. Keramiska kretskort används huvudsakligen i högtemperatur-, högfrekventa- och högeffektskretsar, såsom LED-lampor, effektförstärkare, halvledarlasrar, RF-sändtagare, sensorer och mikrovågsenheter.
Kretskort är ett grundmaterial för elektroniska komponenter, även känt som PCB eller kretskort. Det är en bärare för montering av elektroniska komponenter genom att trycka metalliska kretsmönster på icke-ledande substrat och sedan skapa ledande banor genom processer som kemisk korrosion, elektrolytisk koppar och borrning.
Följande är en jämförelse mellan keramisk CCL och FR4 CCL, inklusive deras skillnader, fördelar och nackdelar.
| Egenskaper | Keramisk CCL | FR4 CCL |
| Materialkomponenter | Keramisk | Glasfiberförstärkt epoxiharts |
| Ledningsförmåga | N | OCH |
| Värmeledningsförmåga (W/mK) | 10-210 | 0,25–0,35 |
| Tjockleksområde | 0,1–3 mm | 0,1–5 mm |
| Bearbetningssvårigheter | Hög | Låg |
| Tillverkningskostnad | Hög | Låg |
| Fördelar | God högtemperaturstabilitet, god dielektrisk prestanda, hög mekanisk hållfasthet och lång livslängd | Konventionella material, låg tillverkningskostnad, enkel bearbetning, lämplig för lågfrekventa applikationer |
| Nackdelar | Hög tillverkningskostnad, svår bearbetning, endast lämplig för högfrekventa eller högeffektsapplikationer | Instabil dielektricitetskonstant, stora temperaturförändringar, låg mekanisk hållfasthet och fuktkänslighet |
| Processer | För närvarande finns det fem vanliga typer av keramiska termiska CCL:er, inklusive HTCC, LTCC, DBC, DPC, LAM, etc. | IC-bärkort, Rigid-Flex-kort, HDI-kort för nedgrävt/blindt via-kort, enkelsidigt kort, dubbelsidigt kort, flerskiktskort |
Keramisk PCB
Användningsområden för olika material:
Aluminakeramik (Al2O3): Den har utmärkt isolering, högtemperaturstabilitet, hårdhet och mekanisk hållfasthet för att vara lämplig för högeffekts elektroniska apparater.
Aluminiumnitridkeramik (AlN): Med hög värmeledningsförmåga och god termisk stabilitet är den lämplig för högeffektselektroniska apparater och LED-belysningsfält.
Zirkoniumkeramik (ZrO2): med hög hållfasthet, hög hårdhet och slitstyrka är den lämplig för högspänningsutrustning.
Användningsområden för olika processer:
HTCC (High Temperature Co-fired Ceramics): Lämplig för högtemperatur- och högeffektsapplikationer, såsom kraftelektronik, flyg- och rymdindustrin, satellitkommunikation, optisk kommunikation, medicinsk utrustning, fordonselektronik, petrokemisk industri och andra industrier. Produktexempel inkluderar högeffekts-LED, effektförstärkare, induktorer, sensorer, energilagringskondensatorer etc.
LTCC (lågtemperatur-Co-eldad keramik): Lämplig för tillverkning av mikrovågsenheter såsom RF, mikrovågsugn, antenner, sensorer, filter, effektdelare etc. Dessutom kan den även användas inom medicin, fordon, flyg- och rymdteknik, kommunikation, elektronik och andra områden. Produktexempel inkluderar mikrovågsmoduler, antennmoduler, trycksensorer, gassensorer, accelerationssensorer, mikrovågsfilter, effektdelare etc.
DBC (Direct Bond Copper): Lämplig för värmeavledning från högeffektshalvledarkomponenter (såsom IGBT, MOSFET, GaN, SiC, etc.) med utmärkt värmeledningsförmåga och mekanisk hållfasthet. Produktexempel inkluderar kraftmoduler, kraftelektronik, styrenheter för elfordon, etc.
DPC (Direct Plate Copper Multilayer Printed Circuit Board): används huvudsakligen för värmeavledning från högpresterande LED-lampor med egenskaper som hög intensitet, hög värmeledningsförmåga och hög elektrisk prestanda. Produktexempel inkluderar LED-lampor, UV-LED, COB-LED etc.
LAM (Laseraktiveringsmetallisering för hybridkeramiskt metalllaminat): kan användas för värmeavledning och optimering av elektrisk prestanda i högpresterande LED-lampor, effektmoduler, elfordon och andra områden. Produktexempel inkluderar LED-lampor, effektmoduler, drivmotorer för elfordon etc.
FR4-kretskort
IC-bärarkort, Rigid-Flex-kort och HDI-blind-/buried via-kort är vanliga typer av kretskort som används i olika branscher och produkter enligt följande:
IC-bärkort: Det är ett vanligt förekommande kretskort, främst för chiptestning och produktion i elektroniska apparater. Vanliga tillämpningar inkluderar halvledarproduktion, elektroniktillverkning, flyg- och rymdindustrin, militären och andra områden.
Rigid-Flex-kort: Det är ett kompositmaterialkort som kombinerar FPC med styvt PCB, med fördelarna hos både flexibla och styva kretskort. Vanliga tillämpningar inkluderar konsumentelektronik, medicinsk utrustning, fordonselektronik, flyg- och rymdteknik och andra områden.
HDI blind/buried via-kort: Det är ett kretskort med hög densitet, högre ledningstäthet och mindre öppning för att uppnå mindre kapsling och högre prestanda. Vanliga tillämpningar inkluderar mobilkommunikation, datorer, konsumentelektronik och andra områden.
