Menü
Blog

Keramikleiterplatte: Alumina und AlN

Beide sind Keramik, aber nicht austauschbar. Wärmeleitfähigkeit und Ausdehnung entscheiden, welche die Anwendung übersteht.

Hitech Circuits Engineering-Desk

Shenzhen, China · PCB-Fertigung und -Bestückung

2 Min. Lesezeit

Veröffentlicht:

Zuletzt aktualisiert:

Fachliche Prüfung: Prozesswerte geprüft gegen unser veröffentlichtes Leistungsblatt.

Was ist eine Keramik-Leiterplatte? Unterschiede zwischen Leiterplatten und Keramik-Leiterplatten

Aluminiumoxid (Al₂O₃)

Das bewährte Keramikmaterial: gute Durchschlagsfestigkeit, moderate Wärmeleitfähigkeit, ausgereifte Dickschicht- und Direktbond-Kupferverfahren sowie die geringeren Kosten. Es eignet sich für Sensorsubstrate, LED-Platinen und Leistungsschaltungen mit moderater Wärmebelastung.

Aluminiumnitrid (AlN)

Höhere Wärmeleitfähigkeit und eine Wärmeausdehnung ähnlich der von Silizium, wodurch die Spannung auf großen Chips reduziert wird. Der Nachteil ist ein härteres, spröderes Substrat und ein engeres Prozessfenster, weshalb es Anwendungen mit hoher Leistungsdichte vorbehalten ist.

Designregeln, die sich von FR-4 unterscheiden

  • Die Strukturgrößen werden durch den Metallisierungsprozess und nicht durch geätzte Kupferfolie bestimmt.

  • Durchkontaktierungen werden laserbearbeitet und gefüllt oder metallisiert, wodurch sich die Pad-Geometrie ändert.

  • Leiterplatten sind üblicherweise ein- oder doppelseitig; mehrlagige Keramik ist zwar verfügbar, die Kosten steigen jedoch stark an.

Senden Sie das Wärmemodell und den Chip-Footprint an einen Hersteller von Keramik-Leiterplatten; die Wahl des Substrats ergibt sich aus der Wattzahl pro Quadratmillimeter und der zulässigen Sperrschichttemperatur.

Technische Spezifikationen

Typische Schichtanzahl
1–2 Schichten
Leitermetalle
Kupfer- oder Dickschichtmetallisierung
Platinengröße
bis zu 580 × 1900 mm (FR-4 Referenz)

Häufig gestellte Fragen

  • Wann lohnt sich der Aufpreis für Aluminiumnitrid gegenüber Aluminiumoxid?

    Aluminiumnitrid (AlN) leitet Wärme um ein Vielfaches besser als Aluminiumoxid (AlO₂), daher wird es dort eingesetzt, wo eine kleine Chipfläche viel Leistung abführen muss – beispielsweise in Leistungsmodulen, Lasertreibern und Hochleistungs-LED-Arrays. Bei moderater Wärmebelastung ist Aluminiumoxid kostengünstiger und mechanisch robuster.

  • Kann eine Keramikplatte durchkontaktierte Löcher tragen?

    Das ist möglich, aber das Verfahren unterscheidet sich von FR-4: Löcher werden lasergefräst und auf einem gebrannten Substrat metallisiert. Da sich die Konstruktionsregeln und Werkzeuge unterscheiden, sollte ein Keramikbauteil vor der endgültigen Festlegung des Layouts überprüft werden.

Diesen Beitrag teilen

← Blog

Verwandte Fachbeiträge

Fordern Sie ein Angebot für Ihr PCB-Projekt an

Kostenlose technische Prüfung und Angebot für PCB-Fertigung, Bestückung, Bauteilbeschaffung und Box Build.