AlN এবং FR4-এর বাইরে: চরম ইলেকট্রনিক্স-এ বিপ্লব ঘটাচ্ছে এমন ১০টি বিশেষ ও যৌগিক PCB উপাদান (২০২৫)
2025-10-24
যখন PCB উপকরণের কথা আসে, তখন বেশিরভাগ প্রকৌশলী এবং ক্রেতারা দুটি বিকল্পের জন্য ডিফল্ট করেন: উচ্চ-শক্তি/অতি তাপের জন্য অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড (AlN) সিরামিক, অথবা খরচ-কার্যকর বহুমুখীতার জন্য FR4। কিন্তু ইলেকট্রনিক্স যেমন কঠোর পরিবেশের দিকে ঠেলে দিচ্ছে — 800V EV ইনভার্টার থেকে শুরু করে ইমপ্লান্টযোগ্য মেডিকেল ডিভাইস পর্যন্ত — মূলধারার উপকরণগুলি তাদের সীমা অতিক্রম করছে।
কুলুঙ্গি সিরামিক সাবস্ট্রেটস (যেমন, সিলিকন নাইট্রাইড, জিরকোনিয়া) এবং যৌগিক PCB উপকরণ (সিরামিক-রজন হাইব্রিড, তামা-সিরামিক-কপার ল্যামিনেট) গেম-চেঞ্জার হিসাবে আবির্ভূত হচ্ছে, যা তাপ পরিবাহিতা, স্থায়িত্ব এবং খরচের ভারসাম্যপূর্ণ কর্মক্ষমতা প্রদান করে। এই 2025 গাইডটি 10টি আন্ডাররেটেড PCB উপকরণ, তাদের অনন্য বৈশিষ্ট্য, বাস্তব-বিশ্বের অ্যাপ্লিকেশন এবং কীভাবে তারা বিশেষ পরিস্থিতিতে AlN এবং FR4 কে ছাড়িয়ে যায় তার গভীরে ডুব দেয়। আপনি মহাকাশ, চিকিৎসা বা স্বয়ংচালিত ইলেকট্রনিক্সের জন্য ডিজাইন করছেন না কেন, এটি এমন উপকরণগুলি বেছে নেওয়ার জন্য আপনার রোডম্যাপ যা কেবলমাত্র চশমা পূরণ করে না—এগুলি কী সম্ভব তা পুনরায় সংজ্ঞায়িত করে।
মূল গ্রহণ 1. কুলুঙ্গি সিরামিকগুলি জটিল শূন্যস্থান পূরণ করে: সিলিকন নাইট্রাইড (Si₃N₄) কম্পন-প্রবণ পরিবেশের জন্য AlN এর ভঙ্গুরতা সমাধান করে, যখন জিরকোনিয়া (ZrO₂) ইমপ্লান্টের জন্য জৈব সামঞ্জস্য প্রদান করে- উভয়ই চরম ব্যবহারের ক্ষেত্রে মূলধারার সিরামিকগুলিকে ছাড়িয়ে যায়৷ 2. কম্পোজিট সাবস্ট্রেট ভারসাম্য কর্মক্ষমতা এবং খরচ: সিরামিক-রজন হাইব্রিডগুলি 30-50% বনাম বিশুদ্ধ AlN খরচ কমিয়ে তাপ পরিবাহিতা 70% ধরে রাখে, যা মধ্য-পরিসরের ইভি এবং শিল্প সেন্সরগুলির জন্য আদর্শ করে তোলে। 3. ঐতিহ্যগত PCB বিকল্পগুলি "দ্বিতীয়-শ্রেষ্ঠ" নয়: CEM-3, FR5 এবং জৈব-ভিত্তিক FR4 সিরামিক মূল্য ট্যাগ ছাড়াই স্ট্যান্ডার্ড FR4 (যেমন, উচ্চ Tg, নিম্ন কার্বন ফুটপ্রিন্ট) থেকে লক্ষ্যযুক্ত উন্নতির প্রস্তাব দেয়। 4. অ্যাপ্লিকেশন উপাদান পছন্দ নির্দেশ করে: ইমপ্লান্টযোগ্য ডিভাইসগুলির জন্য ZrO₂ (বায়োকম্প্যাটিবল), মহাকাশ সেন্সরগুলির প্রয়োজন Si₃N₄ (শক-প্রতিরোধী), এবং কম-পাওয়ার IoT প্রয়োজন জৈব-ভিত্তিক FR4 (টেকসই)। 5. খরচ বনাম মূল্যের বিষয়গুলি: কুলুঙ্গি উপকরণগুলির দাম FR4 এর থেকে 2-5x বেশি কিন্তু সমালোচনামূলক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যর্থতার হার 80% কমিয়ে দেয় - 5 বছরের মধ্যে 3x ভাল মোট মালিকানা খরচ (TCO) প্রদান করে৷
ভূমিকা: কেন মূলধারার পিসিবি সামগ্রী আর যথেষ্ট নয় কয়েক দশক ধরে, AlN (সিরামিক) এবং FR4 (জৈব) PCB উপাদান নির্বাচনকে প্রাধান্য দিয়েছে, কিন্তু তিনটি প্রবণতা প্রকৌশলীদেরকে কুলুঙ্গি এবং যৌগিক বিকল্পের দিকে ঠেলে দিচ্ছে: 1. চরম বিদ্যুতের ঘনত্ব: আধুনিক EVs, 5G বেস স্টেশন এবং ইন্ডাস্ট্রিয়াল ইনভার্টারগুলির চাহিদা 50-100W/cm²—এফআর 4-এর তাপীয় সীমা (0.3 W/mK) থেকে অনেক বেশি এবং প্রায়শই AlN-এর ভঙ্গুরতা থ্রেশহোল্ড অতিক্রম করে৷ 2. বিশেষায়িত পরিবেশগত চাহিদা: ইমপ্লান্টযোগ্য চিকিৎসা ডিভাইসের জৈব সামঞ্জস্যের প্রয়োজন, মহাকাশ ইলেকট্রনিক্সের বিকিরণ প্রতিরোধের প্রয়োজন, এবং টেকসই প্রযুক্তির জন্য কম-কার্বন সাবস্ট্রেটের প্রয়োজন—যার কোনোটিই মূলধারার উপাদান সম্পূর্ণরূপে সরবরাহ করে না। 3. খরচ-চাপ: বিশুদ্ধ সিরামিক PCB-এর দাম FR4-এর থেকে 5-10x বেশি, যা কম্পোজিটগুলির জন্য একটি "মাঝারি স্থল" প্রয়োজন তৈরি করে যা খরচের 30% এ সিরামিক কার্যক্ষমতার 70% প্রদান করে।
সমাধান? কুলুঙ্গি সিরামিক (Si₃N₄, ZrO₂, LTCC/HTCC) এবং যৌগিক সাবস্ট্রেট (সিরামিক-রজন, CCC) যা এই অপূরণীয় চাহিদা পূরণ করে। নীচে, আমরা প্রতিটি উপাদানের বৈশিষ্ট্য, অ্যাপ্লিকেশন, এবং কীভাবে তারা AlN এবং FR4 এর বিরুদ্ধে স্ট্যাক আপ করে তা ভেঙে দিই।
অধ্যায় 1: কুলুঙ্গি সিরামিক পিসিবি উপকরণ - AlN এবং Al₂O₃ এর বাইরে মূলধারার সিরামিক PCBs (AlN, Al₂O₃) তাপ পরিবাহিতা এবং উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধে দক্ষতা অর্জন করে, কিন্তু তারা কম্পন, জৈব সামঞ্জস্যতা, বা চরম শকের মতো পরিস্থিতিতে কম পড়ে। কুলুঙ্গি সিরামিকগুলি উপযুক্ত বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে এই ফাঁকগুলি পূরণ করে:
1.1 সিলিকন নাইট্রাইড (Si₃N₄) - কম্পন-প্রবণ পরিবেশের জন্য "কঠিন সিরামিক" সিলিকন নাইট্রাইড হল কঠোর-পরিবেশ ইলেকট্রনিক্সের অজানা নায়ক, যা AlN-এর সবচেয়ে বড় ত্রুটির সমাধান করে: ভঙ্গুরতা।
সম্পত্তি
Si₃N₄ সিরামিক
AlN সিরামিক (মূলধারা)
FR4 (মূলধারা)
তাপ পরিবাহিতা
120-150 W/mK
170-220 W/mK
0.3 W/mK
নমনীয় শক্তি
800-1000 MPa (শক-প্রতিরোধী)
350-400 MPa (ভঙ্গুর)
150-200 MPa
সর্বোচ্চ অপারেটিং টেম্প
1000°C
350°C
130-150° সে
খরচ (বনাম AlN)
2 গুণ বেশি
বেসলাইন (1x)
1/5x কম
আর্দ্রতা শোষণ
<0.05% (24 ঘন্টা @ 23°C/50% RH)
<0.1%
<0.15%
মূল সুবিধা এবং ব্যবহার ক্ষেত্রে a. কম্পন প্রতিরোধ: উচ্চ-শক পরিবেশে (যেমন, স্বয়ংচালিত ইঞ্জিন বে, মহাকাশ ল্যান্ডিং গিয়ার সেন্সর) 2x উচ্চতর নমনীয় শক্তির জন্য ধন্যবাদ AlN-কে ছাড়িয়ে যায়। খ. চরম তাপমাত্রার স্থিতিশীলতা: 1000 ডিগ্রি সেলসিয়াসে কাজ করে, এটি রকেট প্রপালশন সিস্টেম এবং শিল্প চুল্লি নিয়ন্ত্রকদের জন্য আদর্শ করে তোলে। গ. রাসায়নিক জড়তা: রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণ সেন্সরে ব্যবহৃত অ্যাসিড, ঘাঁটি এবং ক্ষয়কারী গ্যাস প্রতিরোধ করে।
বাস্তব-বিশ্বের উদাহরণ একটি নেতৃস্থানীয় EV প্রস্তুতকারক তাদের অফ-রোড যানবাহন ইনভার্টারগুলির জন্য AlN থেকে Si₃N₄ এ পরিবর্তন করেছে৷ Si₃N₄ PCBs 10 গুণ বেশি কম্পন চক্র থেকে বেঁচে গেছে (20G বনাম AlN's 5G) এবং রুক্ষ-ভূমি ব্যবহারের ক্ষেত্রে ওয়ারেন্টি দাবি 85% হ্রাস করেছে।
1.2 জিরকোনিয়া (ZrO₂) – চিকিৎসা ও ইমপ্লান্টযোগ্য ডিভাইসের জন্য বায়োকম্প্যাটিবল সিরামিক জিরকোনিয়া (জিরকোনিয়াম অক্সাইড) দীর্ঘমেয়াদী মানব ইমপ্লান্টেশনের জন্য অনুমোদিত একমাত্র সিরামিক, এর জৈব-জড়তা এবং কঠোরতার জন্য ধন্যবাদ।
সম্পত্তি
ZrO₂ সিরামিক (Y-TZP গ্রেড)
AlN সিরামিক
FR4
তাপ পরিবাহিতা
2-3 W/mK (কম তাপ পরিবাহিতা)
170-220 W/mK
0.3 W/mK
নমনীয় শক্তি
1200-1500 MPa (অতি কঠিন)
350-400 MPa
150-200 MPa
বায়োকম্প্যাটিবিলিটি
ISO 10993-প্রত্যয়িত (ইমপ্লান্ট-নিরাপদ)
জৈব সামঞ্জস্যপূর্ণ নয়
জৈব সামঞ্জস্যপূর্ণ নয়
সর্বোচ্চ অপারেটিং টেম্প
250°C
350°C
130-150° সে
খরচ (বনাম AlN)
3 গুণ বেশি
1x
1/5x কম
মূল সুবিধা এবং ব্যবহার ক্ষেত্রে a.বায়োকম্প্যাটিবিলিটি: পেসমেকার লিড, হাড়-অ্যাঙ্করড হিয়ারিং এইডস এবং ডেন্টাল ইমপ্লান্টের মতো ইমপ্লান্টযোগ্য ডিভাইসগুলিতে কোনও বিষাক্ত লিচিং নেই। খ. দৃঢ়তা: শারীরিক প্রভাব থেকে ফ্র্যাকচার প্রতিরোধ করে (যেমন, চিকিৎসা ডিভাইসের দুর্ঘটনাজনিত ড্রপ)। গ. নিম্ন তাপ পরিবাহিতা: কম শক্তির ইমপ্লান্টেবলের জন্য আদর্শ (যেমন, গ্লুকোজ মনিটর) যেখানে টিস্যুতে তাপ স্থানান্তর অবশ্যই ন্যূনতম করা উচিত।
বাস্তব-বিশ্বের উদাহরণ একটি মেডিকেল ডিভাইস কোম্পানি তাদের ইমপ্লান্টযোগ্য নিউরাল স্টিমুলেটরগুলিতে ZrO₂ সিরামিক PCB ব্যবহার করে। ZrO₂ সাবস্ট্রেটের বায়োকম্প্যাটিবিলিটি টিস্যু প্রদাহকে নির্মূল করেছে, যখন এর দৃঢ়তা ব্যর্থতা ছাড়াই 10 বছর শরীরের নড়াচড়ায় টিকে ছিল- AlN (যা 30% ক্লিনিকাল ট্রায়ালে ফাটল) এবং FR4 (যা শরীরের তরল পদার্থে ক্ষয়প্রাপ্ত) এর চেয়ে এগিয়ে।
1.3 LTCC (নিম্ন-তাপমাত্রা সহ-ফায়ারড সিরামিক) - ক্ষুদ্রতর RF-এর জন্য মাল্টিলেয়ার ইন্টিগ্রেশন LTCC (নিম্ন-তাপমাত্রা সহ-ফায়ারড সিরামিক) হল একটি "বিল্ট-ইন" সিরামিক পিসিবি প্রযুক্তি যা প্রতিরোধক, ক্যাপাসিটর এবং অ্যান্টেনাগুলিকে সরাসরি সাবস্ট্রেটের মধ্যে একীভূত করে — পৃষ্ঠের উপাদানগুলিকে নির্মূল করে৷
সম্পত্তি
LTCC সিরামিক (Al₂O₃-ভিত্তিক)
AlN সিরামিক
FR4
তাপ পরিবাহিতা
20-30 W/mK
170-220 W/mK
0.3 W/mK
স্তর গণনা
50টি স্তর পর্যন্ত (এমবেড করা উপাদান)
10টি স্তর পর্যন্ত
40 স্তর পর্যন্ত
বৈশিষ্ট্য রেজোলিউশন
50μm লাইন/স্পেস
100μm লাইন/স্পেস
30μm লাইন/স্পেস (HDI FR4)
সিন্টারিং টেম্প
850–950°C
1500–1800°C
150-190°C (নিরাময়)
খরচ (বনাম AlN)
1.5 গুণ বেশি
1x
1/4x কম
মূল সুবিধা এবং ব্যবহার ক্ষেত্রে ক. মাল্টিলেয়ার ইন্টিগ্রেশন: প্যাসিভ (প্রতিরোধক, ক্যাপাসিটর) এবং অ্যান্টেনা এম্বেড করে, পিসিবি আকার 40% কমিয়ে দেয়—5G মিমি ওয়েভ মডিউল এবং মাইক্রোস্যাটেলাইট ট্রান্সসিভারের জন্য গুরুত্বপূর্ণ। b.লো সিন্টারিং টেম্প: সিলভার/প্যালাডিয়াম কন্ডাক্টরের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ (AlN এর টাংস্টেন মেটালাইজেশনের চেয়ে সস্তা)। c.RF পারফরম্যান্স: উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সংকেতের জন্য স্থিতিশীল অস্তরক ধ্রুবক (Dk=7.8) (28-60 GHz)।
বাস্তব-বিশ্বের উদাহরণ একটি 5G অবকাঠামো প্রদানকারী তাদের mmWave ছোট কোষে LTCC সিরামিক PCB ব্যবহার করে। এমবেডেড অ্যান্টেনা অ্যারে এবং প্যাসিভগুলি মডিউলের আকার 100mm×100mm (AlN) থেকে 60mm×60mm কমিয়েছে, যখন স্থিতিশীল Dk 28GHz এ 25% কম করেছে।
1.4 HTCC (উচ্চ-তাপমাত্রা সহ-ফায়ারড সিরামিক) – মহাকাশ ও প্রতিরক্ষার জন্য চরম উত্তাপ HTCC (হাই-টেম্পারেচার কো-ফায়ারড সিরামিক) হল LTCC-এর রাগড কাজিন, 1000°C এর বেশি তাপমাত্রা এবং বিকিরণ-কঠিন পরিবেশের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।
সম্পত্তি
HTCC সিরামিক (Si₃N₄-ভিত্তিক)
AlN সিরামিক
FR4
তাপ পরিবাহিতা
80-100 W/mK
170-220 W/mK
0.3 W/mK
সর্বোচ্চ অপারেটিং টেম্প
1200°C
350°C
130-150° সে
বিকিরণ কঠোরতা
>100 ক্রেড (স্পেস-গ্রেড)
50 ক্র্যাড
<10 ক্র্যাড
স্তর গণনা
30 স্তর পর্যন্ত
10টি স্তর পর্যন্ত
40 স্তর পর্যন্ত
খরচ (বনাম AlN)
৪ গুণ বেশি
1x
1/5x কম
মূল সুবিধা এবং ব্যবহার ক্ষেত্রে a. চরম তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা: 1200°C-তে কাজ করে—রকেট ইঞ্জিন সেন্সর, পারমাণবিক চুল্লি মনিটর এবং ফাইটার জেট এক্সহস্ট সিস্টেমে ব্যবহৃত হয়। খ. রেডিয়েশন হার্ডেনিং: স্যাটেলাইট ট্রান্সসিভার এবং ডিপ-স্পেস প্রোবের জন্য স্পেস রেডিয়েশন (100 ক্র্যাড) থেকে বেঁচে থাকে। c.যান্ত্রিক স্থিতিশীলতা: তাপ সাইক্লিংয়ের অধীনে আকৃতি বজায় রাখে (-55°C থেকে 1000°C) ডিলামিনেশন ছাড়াই।
বাস্তব-বিশ্বের উদাহরণ NASA তাদের মার্স রোভারের থার্মাল সেন্সরে HTCC সিরামিক PCB ব্যবহার করে। HTCC সাবস্ট্রেটগুলি -150°C (মঙ্গল গ্রহের রাত) এবং 20°C (মঙ্গল গ্রহের দিন) এর মধ্যে 200+ তাপচক্র টিকেছিল এবং মহাজাগতিক বিকিরণকে প্রতিরোধ করেছিল - AlN (যা 50টি চক্রে বিচ্ছিন্ন হয়েছে) এবং FR4 (যা অবিলম্বে ব্যর্থ হয়েছিল)।
1.5 অ্যালুমিনিয়াম অক্সিনাইট্রাইড (AlON)- অপটিক্যাল-ইলেক্ট্রনিক ইন্টিগ্রেশনের জন্য স্বচ্ছ সিরামিক AlON (অ্যালুমিনিয়াম অক্সিনিট্রাইড) হল একটি বিরল স্বচ্ছ সিরামিক যা অপটিক্যাল স্বচ্ছতার সাথে তাপ পরিবাহিতাকে একত্রিত করে—যে ডিভাইসগুলির জন্য ইলেকট্রনিক্স এবং হালকা ট্রান্সমিশন উভয়ের প্রয়োজন হয় তাদের জন্য আদর্শ।
সম্পত্তি
AlON সিরামিক
AlN সিরামিক
FR4
তাপ পরিবাহিতা
15-20 W/mK
170-220 W/mK
0.3 W/mK
স্বচ্ছতা
80-85% (200-2000 এনএম তরঙ্গদৈর্ঘ্য)
অস্বচ্ছ
অস্বচ্ছ
নমনীয় শক্তি
400-500 MPa
350-400 MPa
150-200 MPa
সর্বোচ্চ অপারেটিং টেম্প
1000°C
350°C
130-150° সে
খরচ (বনাম AlN)
5 গুণ বেশি
1x
1/5x কম
মূল সুবিধা এবং ব্যবহার ক্ষেত্রে a. স্বচ্ছতা + ইলেকট্রনিক্স: একটি একক স্বচ্ছ সাবস্ট্রেটে এলইডি, ফটোডিটেক্টর এবং সার্কিটগুলিকে একীভূত করে—মেডিকেল এন্ডোস্কোপ, সামরিক নাইট-ভিশন গগলস এবং অপটিক্যাল সেন্সরে ব্যবহৃত হয়। খ. স্ক্র্যাচ প্রতিরোধের: রাগড অপটিক্যাল ডিভাইসের জন্য কাচের চেয়েও কঠিন (মোহস হার্ডনেস 8.5)।
বাস্তব-বিশ্বের উদাহরণ একটি মেডিকেল ডিভাইস কোম্পানি তাদের আর্থ্রোস্কোপিক ক্যামেরায় AlON সিরামিক PCB ব্যবহার করে। স্বচ্ছ সাবস্ট্রেট ক্যামেরার সিগন্যাল প্রসেসিং সার্কিট হোস্ট করার সময় আলোকে অতিক্রম করার অনুমতি দেয়, এন্ডোস্কোপের ব্যাস 5 মিমি (AlN+গ্লাস) থেকে 3 মিমি পর্যন্ত কমিয়ে দেয়- রোগীর আরাম এবং অস্ত্রোপচারের নির্ভুলতা উন্নত করে।
অধ্যায় 2: ঐতিহ্যগত FR4 এর কুলুঙ্গি বিকল্প - জৈব কর্মঘোড়ার বাইরে স্ট্যান্ডার্ড FR4 সাশ্রয়ী, কিন্তু কুলুঙ্গি জৈব সাবস্ট্রেটগুলি সিরামিক মূল্য ট্যাগ ছাড়াই অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য লক্ষ্যযুক্ত উন্নতি (উচ্চ Tg, নিম্ন কার্বন ফুটপ্রিন্ট, ভাল রাসায়নিক প্রতিরোধ) অফার করে।
2.1 CEM সিরিজ (CEM-1, CEM-3) - কম-বিদ্যুতের ডিভাইসের জন্য কম খরচের FR4 বিকল্প CEM (কম্পোজিট ইপোক্সি মেটেরিয়াল) সাবস্ট্রেটগুলি হল আধা-জৈব/আধা-অজৈব হাইব্রিড যেগুলির মূল কার্যক্ষমতা বজায় রাখার সময় FR4 এর থেকে 20-30% কম খরচ হয়।
সম্পত্তি
CEM-3 (গ্লাস-ম্যাট ইপোক্সি)
FR4 (গ্লাস-ক্লথ ইপোক্সি)
AlN সিরামিক
তাপ পরিবাহিতা
0.4-0.6 W/mK
0.3 W/mK
170-220 W/mK
Tg (গ্লাস ট্রানজিশন)
120°C
130-140°C
>280°C
খরচ (বনাম FR4)
0.7x কম
1x
5 গুণ বেশি
আর্দ্রতা শোষণ
<0.2%
<0.15%
<0.1%
জন্য সেরা
কম শক্তির যন্ত্রপাতি, খেলনা, মৌলিক সেন্সর
কনজিউমার ইলেকট্রনিক্স, ল্যাপটপ
উচ্চ ক্ষমতা সম্পন্ন ইভি, মহাকাশ
মূল সুবিধা এবং ব্যবহার ক্ষেত্রে ক. খরচ সঞ্চয়: FR4-এর চেয়ে 20-30% সস্তা—উচ্চ আয়তনের, খেলনা, 电风扇, এবং মৌলিক IoT সেন্সরের মতো কম-পাওয়ার ডিভাইসগুলির জন্য আদর্শ৷ বি.উৎপাদনের সহজতা: স্ট্যান্ডার্ড FR4 সরঞ্জামের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, বিশেষ প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজন নেই। বাস্তব-বিশ্বের উদাহরণ একটি হোম অ্যাপ্লায়েন্স প্রস্তুতকারক তাদের বাজেট মাইক্রোওয়েভ কন্ট্রোল বোর্ডের জন্য CEM-3 ব্যবহার করে। মাইক্রোওয়েভের 80°C অপারেটিং তাপমাত্রা মেটানোর সময় CEM-3 সাবস্ট্রেটের খরচ FR4-এর থেকে 25% কম—একটি 1M-ইউনিট উৎপাদনে বছরে $500k সাশ্রয় হয়।
2.2 FR5 - শিল্প নিয়ন্ত্রকদের জন্য উচ্চ-Tg FR4 FR5 হল FR4-এর একটি উচ্চ-কার্যকারিতা ভেরিয়েন্ট যার উচ্চতর Tg এবং আরও ভালো রাসায়নিক প্রতিরোধ-শিল্পের প্রয়োগগুলিকে লক্ষ্য করে যেখানে FR4-এর 130°C Tg অপর্যাপ্ত।
মূল সুবিধা এবং ব্যবহার ক্ষেত্রে a.High-Tg স্থিতিশীলতা: 170°C-তে কাজ করে—শিল্প PLC, স্বয়ংচালিত ইনফোটেইনমেন্ট সিস্টেম এবং আউটডোর সেন্সরে ব্যবহৃত হয়। b. রাসায়নিক প্রতিরোধের: তেল এবং কুল্যান্ট সহ্য করে - কারখানার মেঝে সরঞ্জামের জন্য আদর্শ।
বাস্তব-বিশ্বের উদাহরণ একটি ম্যানুফ্যাকচারিং কোম্পানি তাদের সমাবেশ লাইন কন্ট্রোলারের জন্য FR5 ব্যবহার করে। FR5 PCB গুলি 5 বছর যন্ত্রের তেলের সংস্পর্শে এবং 150°C অপারেটিং তাপমাত্রায় টিকে ছিল- যা মান FR4কে ছাড়িয়ে গেছে (যা 2 বছরে অবনমিত হয়েছে) এবং AlN এর থেকে 1/3 কম খরচ হয়েছে।
2.3 মেটাল-কোর FR4 (MCFR4) - মিড-পাওয়ার থার্মাল ম্যানেজমেন্টের জন্য "বাজেট সিরামিক" MCFR4 (মেটাল-কোর FR4) একটি অ্যালুমিনিয়াম কোরকে FR4 স্তরের সাথে একত্রিত করে, যা তাপ পরিবাহিতা মান FR4-এর থেকে 10-30x বেশি - AlN-এর 1/3 মূল্যে।
সম্পত্তি
MCFR4 (অ্যালুমিনিয়াম কোর)
স্ট্যান্ডার্ড FR4
AlN সিরামিক
তাপ পরিবাহিতা
10-30 W/mK
0.3 W/mK
170-220 W/mK
টিজি
130-150° সে
130-140°C
>280°C
খরচ (বনাম FR4)
2 গুণ বেশি
1x
5 গুণ বেশি
ওজন
FR4 এর চেয়ে 1.5x ভারী
বেসলাইন
FR4 এর থেকে 2x ভারী
জন্য সেরা
LED আলো, স্বয়ংচালিত ইনফোটেইনমেন্ট
ভোক্তা ইলেকট্রনিক্স
উচ্চ ক্ষমতা সম্পন্ন ইভি, মহাকাশ
মূল সুবিধা এবং ব্যবহার ক্ষেত্রে ক. তাপীয় ভারসাম্য: 10-30 W/mK তাপ পরিবাহিতা—এলইডি স্ট্রিটলাইট, স্বয়ংচালিত ইনফোটেইনমেন্ট এবং কম-পাওয়ার ইনভার্টারের মতো মধ্য-পাওয়ার ডিভাইসগুলির জন্য আদর্শ। খ. খরচ দক্ষতা: 1/3 AlN-এর খরচ—যেসব বাজেট-সচেতন প্রকল্পগুলির জন্য উপযুক্ত যেগুলির জন্য FR4-এর চেয়ে ভাল তাপ ব্যবস্থাপনা প্রয়োজন৷
বাস্তব-বিশ্বের উদাহরণ একটি LED প্রস্তুতকারক তাদের 50W স্ট্রিটলাইট PCB-এর জন্য MCFR4 ব্যবহার করে। MCFR4 সাবস্ট্রেটগুলি LEDগুলিকে 70°C (বনাম FR4-এর 95°C) তাপমাত্রায় রাখে যখন AlN-এর থেকে 60% কম খরচ হয় - LED জীবনকাল 30k থেকে 50k ঘন্টা বাড়ানো৷
2.4 জৈব-ভিত্তিক FR4 - সবুজ ইলেকট্রনিক্সের জন্য টেকসই জৈব স্তর জৈব-ভিত্তিক FR4 পেট্রোলিয়াম থেকে প্রাপ্ত ইপোক্সিকে উদ্ভিদ-ভিত্তিক রেজিন (যেমন, সয়াবিন তেল, লিগনিন) দিয়ে প্রতিস্থাপন করে, কর্মক্ষমতাকে ত্যাগ না করেই বিশ্বব্যাপী টেকসই লক্ষ্য পূরণ করে।
সম্পত্তি
জৈব-ভিত্তিক FR4
স্ট্যান্ডার্ড FR4
AlN সিরামিক
তাপ পরিবাহিতা
0.3-0.4 W/mK
0.3 W/mK
170-220 W/mK
টিজি
130-140°C
130-140°C
>280°C
কার্বন পদচিহ্ন
FR4 থেকে 30-40% কম
বেসলাইন
FR4 এর থেকে 2x বেশি
খরচ (বনাম FR4)
1.2x বেশি
1x
5 গুণ বেশি
জন্য সেরা
টেকসই IoT, পরিবেশ বান্ধব যন্ত্রপাতি
ভোক্তা ইলেকট্রনিক্স
উচ্চ ক্ষমতা সম্পন্ন ইভি
মূল সুবিধা এবং ব্যবহার ক্ষেত্রে a. স্থায়িত্ব: 30-40% কম কার্বন পদচিহ্ন - EU গ্রিন ডিল এবং US EPA প্রবিধানের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ। b.ড্রপ-ইন প্রতিস্থাপন: স্ট্যান্ডার্ড FR4 উত্পাদন সরঞ্জামের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।
বাস্তব-বিশ্বের উদাহরণ একটি ইউরোপীয় IoT কোম্পানি তাদের স্মার্ট থার্মোস্ট্যাট PCB-এর জন্য বায়ো-ভিত্তিক FR4 ব্যবহার করে। জৈব-ভিত্তিক সাবস্ট্রেটগুলি সমস্ত বৈদ্যুতিক চশমা পূরণ করার সময় পণ্যের কার্বন পদচিহ্ন 35% কমিয়েছে - কোম্পানিকে ইকো-লেবেলিং এবং সরকারী প্রণোদনার জন্য যোগ্যতা অর্জনে সহায়তা করে৷
2.5 PPE-ভিত্তিক PCB (পলিফেনিলিন ইথার) - উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি FR4 বিকল্প পিপিই-ভিত্তিক পিসিবিগুলি ইপোক্সির পরিবর্তে পলিফেনিলিন ইথার রজন ব্যবহার করে, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য কম ডাইইলেক্ট্রিক লস (ডিএফ) প্রদান করে- কম খরচে সিরামিক বিকল্পগুলির সাথে প্রতিযোগিতা করে।
আপনার বার্তাটি 20-3,000 টির মধ্যে হতে হবে!
