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Die drei wichtigsten Leiterplatten-Materialien

Fast jede Platine, die wir fertigen, beginnt mit einer von drei Substratfamilien. Die Wahl ist eine thermische und elektrische Entscheidung, keine Preisliste.

Hitech Circuits Engineering-Desk

Shenzhen, China · PCB-Fertigung und -Bestückung

2 Min. Lesezeit

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Fachliche Prüfung: Prozesswerte geprüft gegen unser veröffentlichtes Leistungsblatt.

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.

Technische Spezifikationen

Lagenzahl
1–38 Lagen (FR-4)
Verfügbare Materialien
FR-4, Aluminium / Metallkern, Keramik, Hochfrequenz
Plattengröße
maximal 580 × 1900 mm

Häufig gestellte Fragen

  • Welches Material sollte ein erster Prototyp nutzen?

    FR-4 deckt die meisten digitalen und Mixed-Signal-Prototypen ab: in jeder Dicke verfügbar, 1–38 Lagen möglich, geringe Werkzeugkosten. Erst wenn Wärme durch die Platine abgeführt werden muss, kommt der Metallkern infrage, und Keramik erst, wenn Dielektrikumsverlust oder Betriebstemperatur FR-4 ausschließen.

  • Lässt sich dasselbe Design auf FR-4 und auf Keramik bauen?

    Das Layout lässt sich meist übertragen, der Prozess nicht: Keramiksubstrate werden gebrannt und lasergeschnitten, sind in der Regel ein- oder zweiseitig, und Regel für Mindeststruktur und Vias weichen von FR-4 ab. Rechnen Sie mit einer neuen Werkzeugprüfung statt mit einem Eins-zu-eins-Ersatz.

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