Різниця між керамічними друкованими платами та традиційними друкованими платами FR4
Перш ніж обговорювати це питання, давайте спочатку розберемося, що таке керамічні друковані плати та що таке FR4 друковані плати.
Керамічна друкована плата — це тип друкованої плати, виготовленої на основі керамічних матеріалів, також відомої як керамічна друкована плата (PCB). На відміну від звичайних підкладок зі склопластику (FR-4), керамічні плати використовують керамічні підкладки, які можуть забезпечити вищу температурну стабільність, кращу механічну міцність, кращі діелектричні властивості та довший термін служби. Керамічні друковані плати в основному використовуються у високотемпературних, високочастотних та потужних схемах, таких як світлодіодні лампи, підсилювачі потужності, напівпровідникові лазери, радіочастотні приймачі, датчики та мікрохвильові пристрої.
Друкована плата (PCB) – це базовий матеріал для електронних компонентів, також відомий як друкована плата (PCB) або друкована плата. Це носій для складання електронних компонентів шляхом друку металевих схем на непровідних підкладках, а потім створення провідних шляхів за допомогою таких процесів, як хімічна корозія, електролітичне міднення та свердління.
Нижче наведено порівняння керамічних CCL та FR4 CCL, включаючи їхні відмінності, переваги та недоліки.
| Характеристики | Керамічний CCL | FR4 CCL |
| Матеріальні компоненти | Кераміка | Епоксидна смола, армована скловолокном |
| Провідність | Пн. | І |
| Теплопровідність (Вт/мК) | 10-210 | 0,25-0,35 |
| Діапазон товщини | 0,1-3 мм | 0,1-5 мм |
| Складність обробки | Високий | Низький |
| Виробничі витрати | Високий | Низький |
| Переваги | Гарна високотемпературна стабільність, добрі діелектричні характеристики, висока механічна міцність та тривалий термін служби | Традиційні матеріали, низька вартість виробництва, легка обробка, придатні для низькочастотних застосувань |
| Недоліки | Висока вартість виробництва, складна обробка, підходить лише для високочастотних або потужних застосувань | Нестабільна діелектрична проникність, великі перепади температури, низька механічна міцність та схильність до вологи |
| Процеси | Наразі існує п'ять поширених типів керамічних термічних CCL, включаючи HTCC, LTCC, DBC, DPC, LAM тощо. | Плата-носій для ІС, плата Rigid-Gnuss, плата HDI для заглибленого/сліпого монтажу, одностороння плата, двостороння плата, багатошарова плата |
Керамічна друкована плата
Галузі застосування різних матеріалів:
Алюмокераміка (Al2O3): має чудову ізоляцію, стійкість до високих температур, твердість та механічну міцність, що робить її придатною для використання у потужних електронних пристроях.
Кераміка з нітриду алюмінію (AlN): Завдяки високій теплопровідності та гарній термостабільності підходить для потужних електронних пристроїв та світлодіодних освітлювальних приладів.
Цирконієва кераміка (ZrO2): завдяки високій міцності, високій твердості та зносостійкості підходить для високовольтного електрообладнання.
Галузі застосування різних процесів:
HTCC (Високотемпературна кераміка, випалена на коксувальному випалюванні): підходить для застосування в умовах високих температур та потужності, таких як силова електроніка, аерокосмічна промисловість, супутниковий зв'язок, оптичний зв'язок, медичне обладнання, автомобільна електроніка, нафтохімічна та інші галузі промисловості. Приклади продукції включають потужні світлодіоди, підсилювачі потужності, індуктори, датчики, конденсатори-накопичувачі енергії тощо.
LTCC (кераміка, випалена на коксі низьких температур): підходить для виробництва мікрохвильових пристроїв, таких як радіочастотні, мікрохвильові, антенні, датчики, фільтри, подільники потужності тощо. Крім того, її також можна використовувати в медичній, автомобільній, аерокосмічній, комунікаційній, електронній та інших галузях. Приклади продукції включають мікрохвильові модулі, антенні модулі, датчики тиску, газові датчики, датчики прискорення, мікрохвильові фільтри, подільники потужності тощо.
DBC (пряме з'єднання міді): підходить для розсіювання тепла потужних напівпровідникових приладів (таких як IGBT, MOSFET, GaN, SiC тощо) з відмінною теплопровідністю та механічною міцністю. Приклади продукції включають силові модулі, силову електроніку, контролери електромобілів тощо.
DPC (Багатошарова друкована плата з прямим напиленням міді): використовується переважно для розсіювання тепла потужних світлодіодних ламп з характеристиками високої інтенсивності, високої теплопровідності та високих електричних характеристик. Приклади продукції включають світлодіодні лампи, ультрафіолетові світлодіоди, COB-світлодіоди тощо.
LAM (лазерна активаційна металізація для гібридного керамічного металопластику): може використовуватися для розсіювання тепла та оптимізації електричних характеристик у потужних світлодіодних лампах, силових модулях, електромобілях та інших галузях. Приклади продукції включають світлодіодні лампи, силові модулі, драйвери двигунів електромобілів тощо.
Друкована плата FR4
Несучі плати для мікросхем, жорсткі гнучкі плати та сліпі/вкопані плати HDI – це поширені типи друкованих плат, які застосовуються в різних галузях промисловості та продуктах, а саме:
Плата-носій ІС: це поширена друкована плата, яка використовується переважно для тестування та виробництва мікросхем в електронних пристроях. Загальні застосування включають виробництво напівпровідників, електроніку, аерокосмічну, військову та інші галузі.
Жорстко-гнучка плата: це плата з композитного матеріалу, яка поєднує в собі гнучкі полімерні плати (FPC) з жорсткою друкованою платою, що забезпечує переваги як гнучких, так і жорстких друкованих плат. Загальні застосування включають побутову електроніку, медичне обладнання, автомобільну електроніку, аерокосмічну промисловість та інші галузі.
Сліпа/вкопана плата HDI: це друкована плата з високою щільністю з'єднань, вищою щільністю ліній та меншою апертурою для досягнення меншого розміру корпусу та вищої продуктивності. Загальні застосування включають мобільний зв'язок, комп'ютери, побутову електроніку та інші галузі.
