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Keramik vs. FR-4 vs. Metallkern-Leiterplatte

Die drei Familien lösen verschiedene Probleme. Sie nur nach Preis zu vergleichen, verdeckt den Grund, warum ein Design nach dem zweiten Prototyp ausfällt.

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 — Dichte zuerst

Epoxid-Glas-Laminat liefert das meiste Routing pro Flächeneinheit: 1–38 Lagen, 0,06 mm Leiterbahn und Abstand, Laser-Vias bis 0,1 mm und Impedanzkontrolle auf jeder Signallage. Seine Grenzen sind thermisch und dielektrisch, nicht mechanisch.

Metallkern — Wärme zuerst

Ein dünnes Dielektrikum auf einer Aluminiumbasis führt Wärme von den Bauteilen weg. Der Kompromiss ist die Dichte: leitende Basis und dünnes Dielektrikum machen durchkontaktierte Löcher und Mehrlagen-Routing unpraktikabel, diese Platinen sind daher meist ein- oder doppelseitig.

Keramik — Stabilität zuerst

Aluminiumoxid und Aluminiumnitrid vertragen höhere Temperaturen und halten ihre dielektrischen Eigenschaften deutlich besser als Epoxid. Sie werden gebrannt statt laminiert, was die Designregeln verändert: dünnere Leiter, laserbearbeitete Strukturen und überwiegend ein- oder doppelseitige Schaltungen.

Wie man wählt

Fragen Sie, was in der Anwendung zuerst ausfällt. Ist es die Routing-Dichte, bleiben Sie bei FR-4. Ist es die Sperrschichttemperatur, geht es zum Metallkern. Ist es die dielektrische Stabilität bei Temperatur oder bei HF, ist Keramik die Antwort, und das Substrat — Aluminiumoxid oder AlN — bestätigt ein Keramik-Leiterplattenhersteller gegen das thermische Modell.

Technische Spezifikationen

Lagenzahl
1–38 Lagen (FR-4); bei MCPCB und Keramik typisch 1–2
Plattengröße
580 × 1900 mm maximum
Verfügbare Substrate
FR-4, Metallkern, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid

Häufig gestellte Fragen

  • Welches Substrat hält die höchste Betriebstemperatur aus?

    Keramik. Aluminiumoxid und Aluminiumnitrid behalten ihre mechanischen und elektrischen Eigenschaften weit über den Punkt hinaus, an dem Epoxidlaminate abbauen, deshalb nutzen Leistungsmodule und Hochtemperatursensoren sie.

  • Ist Metallkern für LED-Platinen günstiger als Keramik?

    Meist ja, und für viele LED-Arrays reicht es, weil die Aluminiumbasis die Wärme seitlich verteilt. Keramik wird relevant, wenn das Dielektrikum auch bei HF oder bei hoher Temperatur stabil sein muss und nicht nur wärmeleitend.

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