FR-4: der Standard
Glasgewebe in Epoxidharz, beidseitig mit Kupfer kaschiert. Mechanisch stark, in Dicken von 0,1 mm bis 6,0 mm verfügbar und über den vollen Mehrlagenbereich bis 38 Lagen fertigbar. Hat ein Design keine besondere thermische oder HF-Anforderung, ist FR-4 fast immer der günstigste Weg zu einer funktionierenden Platine.
Metallkern: Wärme führen, nicht Signale
Die Schaltungslage liegt auf einem dünnen Dielektrikum, das auf eine Aluminiumbasis gebunden ist. Wärme verlässt die Platine durch das Metall, deshalb nutzen LED-Arrays und Leistungsstufen dieses Substrat. Der Preis ist die Dichte: Dünnes Dielektrikum und leitfähige Basis machen durchkontaktierte Bohrungen und mehrere Signallagen unpraktisch, Metallkernplatinen sind daher meist ein- oder zweiseitig.
Keramik: Dielektrikum stabil bei Temperatur
Aluminiumoxid- und Aluminiumnitrid-Substrate halten ihre elektrischen Eigenschaften auch bei Temperaturen, bei denen FR-4 längst abbaut, und leiten Wärme deutlich besser als Epoxidlaminate. Sie kommen in Leistungsmodulen, HF-Frontends und Sensoren zum Einsatz und werden in der Regel als ein- oder zweiseitige Schaltungen mit laserbearbeiteten Strukturen gebaut.
Wie wir auswählen
Wir starten mit drei Fragen: Wie viel Wärme muss durch die Platine abgeführt werden, wie stabil muss das Dielektrikum sein, und wie viel Routingdichte wird gebraucht. Die Antworten wählen die Familie; Lagenaufbau und Kupfergewicht folgen aus dem elektrischen und thermischen Modell. Welche Familie es auch wird, der Aufbau selbst ist eine Frage der PCB-Fertigung: Lagenaufbau, Kupfergewicht und Oberfläche werden zusammen angeboten.