Glavne razlike medPCB (tiskana vezja)inFr4(plošča iz steklenih vlaken epoksi) so tip materiala, značilnosti zmogljivosti in scenariji uporabe:
Material in struktura
PCB: Uporaba kovinskih substratov (na primer aluminijevih substratov) ali keramičnih substratov (na primer aluminijevega oksida, aluminijevega nitrida itd.) Ima visoko toplotno prevodnost in izolacijsko lastnosti.
FR4: Uporaba epoksidne smole, ojačane s steklenimi vlakninami kot substrat, je disipacija toplote slaba in potrebna je dodatna izolacijska plast.
Učinkovitost toplotne prevodnosti in izolacije
PCB: Toplotna prevodnost lahko doseže 25W do 230W (odvisno od materiala), izolacijska zmogljivost pa je odlična (izolacijska upor Ω. CM večja ali enaka 10 ¹⁴).
FR4: Toplotna prevodnost je le nekaj vatov, toploto pa je treba prenesti skozi izolacijsko plast, kar ima za posledico šibko skupno sposobnost odvajanja toplote.
Stroški in cikel
PCB: visoki stroški (na primer nekaj tisoč juanov za vzorčenje keramičnih substratov), proizvodni cikel 10-15 dni.
FR4: Stroški vzorčenja so približno nekaj sto juanov in jih je mogoče odposlavati 24 ur na dan.
Veljavni scenariji
PCB: Visokofrekvenčna vezja, oprema z visoko močjo, vesoljsko in druge scenarije, ki zahtevajo visoko odvajanje toplote in izolacijo.
FR4: Scenariji z nizkimi zahtevami glede zmogljivosti, kot so običajne elektronske naprave in izdelki za potrošniško elektroniko.
Glavne razlike med aluminijastim substratom za vzorčenje PCB in FR4 so naslednje:
1, uspešnost odvajanja toplote
Aluminijasta substrat: ima odlične zmogljivosti odvajanja toplote. Zaradi aluminijevega substratnega materiala, ki je aluminij, ki ima dobro toplotno prevodnost, lahko aluminijast substrat učinkovito razprši toploto in zniža delovno temperaturo. To je še posebej pomembno za tokokroge, ki zahtevajo visoko zmogljivost disipacije toplote, kot so napajalna elektronska vezja.
FR-4 plošča: razmeroma slaba zmogljivost odvajanja toplote. Substratni material plošče FR-4 je epoksi smola in steklena vlakna, njegova toplotna prevodnost pa ni tako dobra kot aluminij, zato njegov učinek odvajanja toplote ni tako dober kot aluminijeva substrat.
2, toplotna odpornost
Aluminijast substrat: Zaradi visoke toplotne prevodnosti in dobre toplotne odpornosti lahko aluminijast substrat ohrani stabilnost pri višjih delovnih temperaturah.
FR-4 plošča: Čeprav ima plošča FR-4 tudi nekaj toplotne odpornosti, je njegova stabilnost pri visokih temperaturah slabša v primerjavi z aluminijastimi substrati.
3, mehanska trdnost in žilavost
Aluminijasta substrat: ima visoko mehansko trdnost in žilavost ter zdrži velike zunanje sile in udarce, zaradi česar je primeren za izdelavo tiskanih plošč na velikem območju in namestitev velikih komponent.
FR-4 plošča: Njegova mehanska trdnost in žilavost sta razmeroma nizka, njegova podporna sposobnost za velike tiskane deske in težke komponente pa je omejena.
4, zmogljivost elektromagnetnega zaščite
Aluminijast substrat: Ker je aluminij kovina z dobro prevodnostjo, se lahko uporablja kot zaščitna plošča za zaščito elektromagnetnih valov in preprečevanje njihovega sevanja in motenj.
FR-4 plošča: nima zmogljivosti za elektromagnetno zaščito in ne more učinkovito preprečiti sevanja in motenj elektromagnetnega vala.
5, koeficient toplotne ekspanzije
Aluminijasta substrat: koeficient toplotne ekspanzije je sorazmerno majhen, blizu koeficiranja bakrene folije, kar je koristno za zagotavljanje kakovosti in zanesljivosti tiskanih vezij. Med postopkom ogrevanja je širitev aluminijaste podlage razmeroma majhna, zaradi česar je manj nagnjena k vprašanjem kakovosti, kot so metalizirane luknje in žice.
Plošča FR-4: Koeficient toplotne ekspanzije je razmeroma velik, zlasti za debelino deske, ki zlahka vpliva na kakovost metaliziranih lukenj in žic, kot so spremembe bakrene žice in razbijanje kovinskih lukenj, s čimer vpliva na zanesljivost izdelka.
6, območje aplikacije
Aluminijasta substrat: Zaradi odličnih zmogljivosti disipacije toplote, mehanske trdnosti in zmogljivosti elektromagnetnega zaščite se aluminijasti substrat običajno uporablja v vezjih, ki zahtevajo visoko odvajanje toplote, visoko mehansko trdnost in elektromagnetno zaščito, kot so električna vezja, visokofrekvenčna vezje itd.
FR-4 plošča: Zaradi nizkih stroškov, enostavne obdelave in določenih toplotnih uporov se plošča FR-4 običajno uporablja pri splošnem oblikovanju vezja in elektronskih izdelkov.