Hauptmerkmale von Keramik-Leiterplatten
| Hauptmerkmale | Beschreibung |
| Hohe Wärmeleitfähigkeit | Die Wärmeleitfähigkeit ist 10-200 Mal höher als bei FR-4 (Aluminiumnitrid: 170-230 W/mK), was eine schnelle Wärmeableitung ermöglicht. |
| Niedriger CTE (Wärmeausdehnungskoeffizient) | Passt zu Chipmaterialien (wie Silizium) und reduziert das Risiko von Thermospannungsrissen. |
| Hochtemperaturbeständigkeit | Die Arbeitstemperatur kann über 350 °C liegen (FR-4-Grenze liegt bei ca. 130 °C). |
| Hervorragende elektrische Isolierung | Hohe Durchschlagspannung, geeignet für Hochspannungsanwendungen. |
| Chemische Stabilität | Korrosions- und oxidationsbeständig, geeignet für raue Umgebungen. |
Was ist der Unterschied zwischen Keramik-Leiterplatten und FR4?
| Eigenschaften | Keramik-Leiterplatte | FR-4 PCB |
| Wärmeleitfähigkeit (W/mK) | 20~230 (Aluminiumnitrid ist am höchsten) | 0,3~0,6 |
| Dielektrizitätskonstante/Dk | 9~10 (geringe Hochfrequenz-Signalverluste) | 4,5~4,8 (höhere Frequenzverluste) |
| Kosten | hohe Kosten aufgrund komplexer Materialien und Verfahren | niedrigere Kosten |
| Anwendungsszenarien | Hohe Leistung, hohe Frequenz, extreme Umgebungen | Unterhaltungselektronik, Standard-Schaltungen |
Keramik-Leiterplatten werden häufig in Anwendungen eingesetzt, die ein außergewöhnliches Wärmemanagement, Hochfrequenzleistung und Zuverlässigkeit erfordern. Sie werden typischerweise in Hochleistungselektronik, HF- (Radiofrequenz) /Mikrowellenschaltungen, Luft- und Raumfahrt, Automobil-Radarsystemen und medizinischen Geräten verwendet.
Leistungselektronik: IGBT-Module, Wärmeableitungssubstrate für Wechselrichter in Elektrofahrzeugen.
- HF/Mikrowelle: Leistungsverstärker (PA) für 5G-Basisstationen, Radar-T/R-Module.
- Automobilindustrie: LiDAR (Light Detection and Ranging) für autonomes Fahren.
- Luft- und Raumfahrt: Motorsensoren, Satelliten-Stromversorgungssysteme.
- Medizingeräte: Wärmemanagement von medizinischen Lasersonden.
- LED-Beleuchtung: COB-LED-Chip-Gehäusetechnologie löst das Problem des Lichtabfalls.
| Herstellungsverfahren | |
| Dickschicht-Technologie | Siebdruck von Metallpasten (Gold/Silber/Kupfer) auf Keramiksubstrate und Hochtemperatur-Sintern zur Bildung von Schaltungen. |
| Dünnschicht-Technologie | Vakuum-Sputterbeschichtung + Fotolithografie, Genauigkeit im Mikrometerbereich, für Hochfrequenz-Chips. |
| DPC (Direct Plated Copper) | Die Keramikoberfläche wird direkt verkupfert, mit starker Haftung, geeignet für Hochleistungs-LEDs. |
| HTCC/LTCC | HTCC: 1600 °C gesintertes Aluminiumoxid für Luft- und Raumfahrt-/Militäranwendungen. LTCC: 850 °C gesintertes Glaskeramik mit integrierten passiven Komponenten. |
