PCB뉴스 - 세라믹 PCB 회로 기판이란 무엇입니까?

소형화, 마이크로 전자공학 및 고전력 패키징에 대한 요구가 계속 증가함에 따라 높은 작동 온도를 견딜 수 있고 뛰어난 열 성능을 제공할 수 있는 기판이 중요해졌기 때문에 세라믹 PCB 회로 기판은 PCB 설계자에게 중요한 선택이 되고 있습니다. 열적 및 기계적 이점을 통해 다양한 전자 문제에 대한 효과적인 솔루션으로 기존 PCB를 점차 대체하고 있습니다.

세라믹 PCB 대 FR-4 재료

세라믹과 FR-4는 모두 일반적으로 사용되는 재료이며 각각 고유한 장점이 있습니다. iPCB는 이 두 재료의 차이점을 조사함으로써 PCB를 설계하고 생산할 때 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있도록 돕는 것을 목표로 합니다.

1. 열전도율

세라믹 재료의 열전도율은 FR-4보다 훨씬 높습니다. 열전도도가 낮은 세라믹 재료인 알루미나는 FR-4의 30배, 질화알루미늄은 FR-의 170배 이상입니다. 따라서 일반적인 방열 요구 사항에 따라 FR-4 PCB와 효과적인 방열 설계를 사용할 수 있습니다. 고전력 애플리케이션의 경우 FR-4는 열 방출 문제로 인해 부품 고장이 발생하여 신뢰성이 낮아질 수 있으므로 세라믹 소재를 선택하는 것이 더 좋습니다.

2. 열팽창계수

FR-4의 CET는 약 12~18ppm/℃인 반면, PCB에 납땜된 칩의 평균 CET는 약 6ppm/℃로 이는 상당한 차이입니다. FR-4의 CET 값은 칩의 CET 값보다 높기 때문에 동시에 가열하면 FR-4가 칩보다 더 심하게 팽창하여 솔더 조인트가 칩에서 떨어지는 문제가 발생합니다. 세라믹 소재의 CET 값은 2~7ppm/℃로 칩에 매우 가깝거나 심지어 낮기 때문에 급격한 온도 변화에 민감한 LED에서도 제품의 신뢰성을 유지할 수 있습니다.

3. 유전상수와 손실탄젠트

고주파 응용 분야에서 유전 상수와 손실 탄젠트는 설계자가 신호 왜곡을 최소화하고 신호 무결성을 최적화하기 위해 고려해야 하는 핵심 요소입니다. 세라믹 재료는 일반적으로 5~200 범위의 유전 상수와 0.001~0.05 범위의 손실 탄젠트를 갖습니다. 이에 비해 FR4 재료는 일반적으로 4~5 범위의 유전 상수와 0.01~0.02 범위의 손실 탄젠트를 갖습니다. 세라믹은 두 영역 모두에서 FR-4보다 확실히 우수합니다. 따라서 고속 디지털 시스템 및 RF 회로에서 세라믹 PCB는 더 나은 신호 품질과 더 낮은 신호 감쇠를 제공합니다.

4. 가공의 어려움

세라믹 PCB는 FR-4보다 처리가 더 어렵습니다. 세라믹은 부서지기 쉬운 재료이기 때문에 제조 과정에서 파손 위험이 높아지기 때문입니다. 따라서 제조사는 취급 시 주의가 필요합니다. 또한 세라믹 인쇄 회로 기판의 생산에는 레이저 절단, 후막 또는 박막 증착 및 동시 소성 공정과 같은 보다 전문적인 제조 기술이 필요한 경우가 많습니다. 대조적으로, FR-4는 널리 사용되는 표준 PCB 재료로 잘 확립되어 있으며 제조업체는 에칭, 드릴링 및 납땜과 같은 제조 기술에 대한 광범위한 경험을 개발했습니다.

세라믹 PCB가 쉽게 파손되는 이유는 무엇입니까?

세라믹 기판은 무기 재료로 만들어진다는 점에서 FR 4와 다릅니다. 이러한 물질은 특정한 화학적 결합을 갖고 있으며 결정 구조에는 슬립 시스템이 없습니다. 따라서 세라믹 재료는 응력을 받으면 변형을 통해 압력을 방출하는 데 어려움을 겪습니다. 또한 재료를 부적절하게 사용하거나 소결이 불충분하면 최종 제품이 부서지기 쉽습니다. iPCB에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 세라믹 회로기판 생산 시 고순도 소재와 정밀 레이저 장비를 사용하여 가공 스트레스로 인한 균열 및 불량을 방지합니다. 세라믹 PCB를 설치하고 사용할 때 당사의 전문가는 심각한 충격을 방지하기 위해 공정 전반에 걸쳐 이를 부드럽게 잡아줍니다.

세라믹 PCB의 장점

1. 세라믹 PCB 보드는 매우 우수한 열전도율과 절연성을 가지고 있습니다. 세라믹 기판 자체는 매우 우수한 절연성과 열전도율을 가지며, 절연성은 25~230w입니다. 매우 좋습니다.

2. 세라믹 PCB 보드의 유전 상수는 매우 낮고 유전 손실이 작으며 고주파 성능이 매우 우수합니다. 유전 손실이 적고 고주파 성능이 우수하며 높은 분야에서 널리 사용됩니다. -주파수 통신.

3. 고주파 세라믹 PCB의 유전 상수는 일반적으로 5 이상이며 유전 상수는 안정적이어야 합니다. 유전 상수가 5보다 낮은 고주파 세라믹 PCB를 만드는 것은 더 어렵습니다. 10 이상의 유전 상수가 필요합니다. 이를 수행할 구체적인 양은 고주파수 요구 사항에 따라 다릅니다.

4. 세라믹 PCB 보드는 고온, 부식에 강하고 환경 친화적입니다. 매우 복잡한 환경에서 오랫동안 고주파수로 작동할 수 있으며 수명이 깁니다.

세라믹 PCB의 단점

1. 세라믹 PCB 보드의 크기는 작고 일반 크기는 127mm 미만이며 200mm, 230mm의 특수 사용자 정의, 일반적으로 더 비싸고 보드 비용이 더 높습니다. 또한, 세라믹 PCB 기판은 세라믹 재질로 되어 있기 때문에 FR4 기판과 같이 인성이 더 좋지 않고, 길이도 1m 이상으로 제작이 가능하며, 가공 중에 파손되기 쉽다는 장점이 있다. 스크랩 비율은 약 20%로 높습니다.

2. 세라믹 PCB 생산주기가 길고 공정이 복잡합니다.

세라믹 PCB 응용 분야

1. 항공우주

항공우주 분야에서는 우수한 내열성을 위해 세라믹 PCB가 사용됩니다. 내식성, 방사선 저항성 및 기타 특성은 이 분야의 전자 장비 제조에 있어 중요한 선택이 되었습니다.

2. 자동차 산업

세라믹 PCB는 신뢰성이 높고 내환경성이 뛰어난 전자 부품으로 엔진 제어, 섀시 제어, 안전 시스템 제어 등 핵심 부품에 널리 사용됩니다.

3. 에너지 부문

세라믹 PCB는 내열성과 내식성이 뛰어나 극한 환경에서의 고강도 작업에 적응할 수 있습니다.

4. 의료기기

CT, MRI 등 의료영상장비에서는 신호처리, 영상생성 등 핵심 부품에 세라믹 회로기판이 사용된다. 또한, 세라믹 회로 기판은 다양한 의료 기기(예: 수술 기구, 치료 기구 등)의 전자 제어 시스템에도 사용됩니다.

5. 통신전자공학

이동통신 기지국, 위성통신장비, 레이더 등 통신시스템에서는 신호처리, 전력증폭 등 핵심 부품에 세라믹 회로기판이 사용된다. 또한, 세라믹 PCB는 각종 통신 프로토콜 변환기, 광섬유 통신 장비 등 고급 통신 제품의 제조에도 사용됩니다.

6. 가전제품

TV, 오디오, 게임기 등 가전제품 제조에서 세라믹 회로기판은 신호처리, 전원관리, 제어회로 등 핵심 부품에 사용된다. 또한 세라믹 PCB는 휴대폰, 태블릿, 노트북 등 다양한 디지털 제품 제조에도 사용됩니다.

7. 산업 제어

신호처리, 제어회로 등 핵심 부품에 사용됩니다. 또한 세라믹 회로 기판은 압력계, 온도계, 유량계 등과 같은 다양한 산업용 계측기 제조에도 사용됩니다.

세라믹 PCB가 일반 PCB 보드보다 비싼 이유는 주로 고성능 세라믹 소재, 복잡한 생산 공정, 시장 공급 및 수요의 조합 때문입니다. 가격은 비싸지만 고성능 전자장비에 세라믹 PCB를 적용하는 가치는 대체불가하다.