Kluczowe cechy ceramicznych płytek PCB
| Kluczowe cechy | Opis |
| Wysoka przewodność cieplna | Przewodność cieplna jest 10-200 razy wyższa niż w przypadku FR-4 (azotek glinu: 170-230 W/mK), co umożliwia szybkie odprowadzanie ciepła. |
| Niski współczynnik rozszerzalności cieplnej (CTE) | Dopasowanie do materiałów chipów (np. krzemu) zmniejsza ryzyko pęknięć spowodowanych naprężeniami termicznymi. |
| Odporność na wysoką temperaturę | Temperatura pracy może przekraczać 350°C (limit dla FR-4 wynosi około 130°C). |
| Doskonała izolacja elektryczna | Wysokie napięcie przebicia, odpowiednie do zastosowań wysokonapięciowych. |
| Stabilność chemiczna | Odporność na korozję i utlenianie, odpowiednia do trudnych warunków środowiskowych. |
Jaka jest różnica między ceramiczną płytką PCB a FR4?
| Parametry | PCB ceramiczne | Płytka PCB FR-4 |
| Przewodność cieplna (W/mK) | 20~230 (najwyższa dla azotku glinu) | 0,3~0,6 |
| Stała dielektryczna / Dk | 9~10 (niskie straty sygnału wysokiej częstotliwości) | 4,5~4,8 (wyższe straty przy wysokiej częstotliwości) |
| Koszt | wysoki koszt ze względu na złożone materiały i procesy | niższy koszt |
| Scenariusze zastosowań | Wysoka moc, wysoka częstotliwość, ekstremalne środowisko | elektronika użytkowa, standardowe obwody |
Ceramiczne płytki PCB są szeroko stosowane w aplikacjach wymagających wyjątkowego zarządzania termicznego, wydajności przy wysokich częstotliwościach i niezawodności. Są powszechnie używane w elektronice dużej mocy, obwodach RF (częstotliwość radiowa) / mikrofalowych, przemyśle lotniczym, samochodowych systemach radarowych i urządzeniach medycznych, między innymi.
Energetyka: moduły IGBT, podłoże odprowadzające ciepło w falownikach pojazdów elektrycznych.
- RF/Mikrofale: wzmacniacz mocy (PA) stacji bazowej 5G, moduł T/R radaru.
- Motoryzacja: LiDAR (Light Detection and Ranging) do jazdy autonomicznej.
- Lotnictwo i kosmonautyka: czujniki silnika, system kontroli zasilania satelity.
- Urządzenia medyczne: zarządzanie termiczne laserowych sond medycznych.
- Oświetlenie LED: pakowanie chipów COB LED rozwiązuje problem degradacji strumienia świetlnego.
| Proces produkcji | |
| Technologia grubowarstwowa | Sitodruk pasty metalowej (złoto/srebro/miedź) na podłożach ceramicznych i spiekanie w wysokiej temperaturze w celu utworzenia obwodów. |
| Technologia cienkowarstwowa | Napylanie próżniowe + fotolitografia, z dokładnością na poziomie mikrometrów, stosowana do chipów wysokiej częstotliwości. |
| DPC (Direct Plated Copper) | Bezpośrednie miedziowanie powierzchni ceramiki, o silnej przyczepności, odpowiednie do diod LED dużej mocy. |
| HTCC/LTCC | HTCC: tlenek glinu spiekany w 1600°C do zastosowań lotniczych i wojskowych. LTCC: szkło-ceramika spiekana w 850°C z zintegrowanymi elementami pasywnymi. |
