Keraminės PCB plokštės su alumina ir AlN substratais
Ekstremalaus Patikimumo Sprendimai

Keraminių PCB Gamyba su Alumina ir AlN Substratais

Keramikinis PCB (Ceramic PCB) naudoja keramines medžiagas – alumina (Al₂O₃), aliuminio nitridą (AlN) arba silicio nitridą (Si₃N₄) – vietoj tradicinio FR-4 substrato. Keraminės plokštės pasižymi išskirtiniu šilumos laidumu, puikiomis dielektrinėmis savybėmis ir stabilumu ekstremalių temperatūrų sąlygomis. PCB Lithuania keramikinis PCB sprendimai skirti aukštos galios elektronikai, RF/mikrobangų moduliams, LED sistemoms ir aviacijos taikymams.

Gauti nemokamą pasiūlymąTechninė pagalba
170 W/mK
AlN Šilumos Laidumas
1000°C
Max Darbo Temp.
50μm
Min Takelio Plotis
99.6%
Al₂O₃ Grynumas

Kas yra Keramikinis PCB ir Kada Jis Būtinas?

Keramikinis PCB (Ceramic Printed Circuit Board) yra spausdintinė plokštė, kurios substratas pagamintas iš keraminių medžiagų, tokių kaip alumina (Al₂O₃), aliuminio nitridas (AlN), silicio nitridas (Si₃N₄) arba berilio oksidas (BeO). Skirtingai nuo tradicinių FR-4 plokščių, keraminiai substratai užtikrina iš esmės geresnį šilumos valdymą, aukštesnę dielektrinę stiprumą ir stabilų veikimą nuo -55°C iki +850°C temperatūrų diapazone. PCB Lithuania keramikinis PCB gamyba yra būtina ten, kur standartinės PCB medžiagos negali atlaikyti darbo sąlygų – aukštos galios IGBT moduliuose, RF siųstuvuose, medicinos implantuose ir kosmoso elektronikoje.

Mūsų keraminių PCB gamybos galimybės apima visas pagrindines technologijas: DBC (Direct Bonded Copper) su tiesiogiai priklijuotu variu aukštos galios moduliams, DPC (Direct Plated Copper) su plonasluoksniu vario nusodinimu preciziniams RF projektams, HTCC (High Temperature Co-fired Ceramic) daugiasluoksnėms hermetinėms struktūroms ir LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic) aukšto dažnio moduliams su integruotais pasyviais komponentais. Kiekviena technologija pritaikyta specifiniams taikymams: DBC idealus galios elektronikai su 300μm vario storiu, DPC – aukšto dažnio projektams su 50/50μm takelio/tarpo tikslumu, HTCC – hermetiniams aviacijos moduliams, o LTCC – kompaktiškiems RF filtrams ir antenoms.

Susijusios paslaugos:

Metalinė PCBAukšto dažnio PCBStoro vario PCBHDI PCBPCB gamyba

Techninės Specifikacijos

Gamybos Galimybės

Substrato Medžiagos
Al₂O₃ (96-99.6%), AlN, Si₃N₄
Šilumos Laidumas (Al₂O₃)
24-28 W/m·K
Šilumos Laidumas (AlN)
170-230 W/m·K
Šilumos Laidumas (Si₃N₄)
70-90 W/m·K
Darbo Temperatūra
-55°C iki +850°C
Dielektrinis Stiprumas
≥15 kV/mm
Dielektrinė Konstanta (Al₂O₃)
9.0-9.8 @ 1MHz
Vario Storis (DBC)
100-600 μm
Min. Takelio Plotis (DPC)
50 μm (2 mil)
Substrato Storis
0.25 - 2.0 mm
Max. Dydis
190 x 140 mm (Al₂O₃)
Paviršiaus Šiurkštumas
Ra ≤0.4 μm

Privalumai

Kodėl rinktis mus?

DBC (Direct Bonded Copper)

Tiesiogiai priklijuotas varis ant keraminio substrato Cu-O eutektinėje temperatūroje (1065-1083°C). Idealus aukštos galios IGBT moduliams su 300-600μm vario storiu ir puikiu šilumos perdavimu nuo galios puslaidininkių.

DPC (Direct Plated Copper)

Plonasluoksnė vario nusodinimo technologija su vakuuminiu putinimu ir galvaniniu dengimo procesu. DPC užtikrina ypač tikslų 50/50μm takelio/tarpo piešinį, tinkamą aukšto dažnio RF grandinėms ir precizinei sensorikai.

HTCC (Aukštos Temperatūros Keramika)

Daugiasluoksnė keramika, sukepinta 1300-1600°C temperatūroje su volframo arba molibdeno laidininkais. HTCC užtikrina hermetinį sandarumą ir yra būtina aviacijos, kosmoso ir karinės elektronikos moduliams.

LTCC (Žemos Temperatūros Keramika)

Keramika su stiklo priedais, sukepinta 850-900°C su sidabro arba aukso laidininkais. LTCC leidžia integruoti pasyvinius komponentus (kondensatorius, induktorius) tiesiai substrate – puiku RF filtrams ir antenoms.

Alumina (Al₂O₃) Substratai

Labiausiai paplitusi keraminė PCB medžiaga su 96% arba 99.6% grynumu. Alumina pasižymi geru šilumos laidumu (24-28 W/mK), puikiomis dielektrinėmis savybėmis ir ekonomišku kainos/kokybės santykiu LED ir galios taikymams.

Aliuminio Nitridas (AlN)

Premium keraminė medžiaga su šilumos laidumu iki 230 W/mK – beveik kaip varis. AlN yra idealus aukštos galios lazerių diodams, IGBT moduliams ir pažangiems puslaidininkių pakuotėms, kur maksimalus šilumos išsklaidymas yra kritinis.

Darbo Procesas

Kaip dirbame

1

Substrato Paruošimas

Keraminio substrato pjaustymas, šlifavimas ir paviršiaus paruošimas pagal projekto reikalavimus. Al₂O₃ arba AlN plokštelių kokybės patikra.

2

Metalizacija

Vario sluoksnio formavimas pasirinkta technologija: DBC tiesioginis klijavimas, DPC plonasluoksnis nusodinimas, arba storo filmo spausdinimas.

3

Piešinio Formavimas

Grandinės piešinio perkėlimas fotolitografijos metodu ir cheminis ėsdinimas. DPC technologijai – tikslumas iki 50μm linijų.

4

Paviršiaus Apdorojimas

Galutinis paviršiaus apdorojimas: nikelio/aukso dengimas (Ni/Au), ENIG arba sidabro padai komponentų litavimui.

5

Pjaustymas ir Testavimas

Keraminio PCB pjaustymas lazeriu arba deimantiniu pjūklu. Elektrinis testavimas, šilumos varžos matavimas ir vizualinė inspekcija.

Taikymo Sritys

Pramonės šakos

IGBT ir galios moduliaiLED apšvietimo sistemosRF ir mikrobangų moduliaiLazeriniai diodai ir šaltiniaiAutomobilių galios elektronikaMedicinos implantai ir diagnostikaAviacija ir kosmoso elektronikaPuslaidininkių pakuotėsSensorių moduliaiAukštos temperatūros taikymaiElektros variklio valdikliaiTelekomunikacijų bazinės stotys

Medžiagos ir Parinktys

Pasirinkimo galimybės

Alumina 96% (Al₂O₃)

Standartinė keraminė medžiaga su 24 W/mK šilumos laidumu. Ekonomiška ir universali – tinkama daugumai galios ir LED taikymų.

Alumina 99.6% (Al₂O₃)

Aukšto grynumo alumina su geresniu šilumos laidumu (28 W/mK) ir dielektrinėmis savybėmis. Kritiniams medicinos ir aviacijos taikymams.

Aliuminio Nitridas (AlN)

Premium šilumos laidumas 170-230 W/mK su puikia elektrine izoliacija. Aukštos galios lazerių diodams ir pažangioms puslaidininkių pakuotėms.

Silicio Nitridas (Si₃N₄)

Aukščiausias mechaninis stiprumas (700-800 MPa) tarp keraminių substratų. Idealus EV galios moduliams su dideliais terminiais ciklais.

DUK

Dažnai užduodami klausimai

Kuo keramikinis PCB skiriasi nuo metalinės (MCPCB) plokštės?
Metalinė PCB (MCPCB) naudoja aliuminio ar vario pagrindą su polimeriniu dielektriku, o keramikinis PCB naudoja visiškai keraminį substratą. Keramikinis PCB pranašesnis šilumos laidumu (AlN iki 230 W/mK vs MCPCB 1-8 W/mK), darbo temperatūra (iki 850°C vs 130°C), dielektriniu stiprumu ir hermetiškumu. MCPCB yra ekonomiškesnis pasirinkimas paprastoms LED ir galios aplikacijoms, o keramikinis PCB būtinas ekstremalių sąlygų, aukšto dažnio ir hermetinėms taikymams.
Kokią keraminę medžiagą pasirinkti savo projektui?
Pasirinkimas priklauso nuo taikymo: Al₂O₃ 96% – ekonomiškiausias variantas daugumai LED ir galios taikymų. Al₂O₃ 99.6% – kai reikia geresnių dielektrinių savybių (medicinos, aviacija). AlN – kai šilumos valdymas yra kritinis (galios lazeriai, IGBT >200A). Si₃N₄ – kai reikia mechaninio atsparumo ir ilgaamžiškumo terminių ciklų metu (EV inverteriai). Mūsų inžinieriai padės išsirinkti optimalią medžiagą jūsų specifiniams reikalavimams.
Kokios keraminių PCB gamybos technologijos prieinamos?
Siūlome keturias pagrindines technologijas: DBC – tiesiogiai priklijuotas storas varis (iki 600μm) galios moduliams. DPC – plonasluoksnė metalizacija (50μm tikslumas) RF ir sensorių taikymams. HTCC – aukštos temperatūros daugiasluoksnė keramika hermetiniams moduliams. LTCC – žemos temperatūros keramika su integruotais pasyviais komponentais RF filtrams.
Kiek kainuoja keramikinis PCB lyginant su FR-4?
Keramikinis PCB yra brangesnis nei standartinis FR-4: alumina substratai kainuoja 5-15 kartų daugiau, o AlN – 20-50 kartų. Tačiau bendros sistemos kaštai gali būti mažesni, nes keramikinis PCB pašalina poreikį atskiriems šilumos išsklaidytojams, padidina komponentų tarnavimo laiką ir sumažina gedimų riziką. Prototipų užsakymams siūlome konkurencingas kainas nuo 5 vnt.
Koks yra minimalus užsakymo kiekis keramikiniams PCB?
Minimalus užsakymo kiekis yra 5 vienetai prototipams ir 50 vienetų serijinei gamybai. Prototipų gamybos laikas – 10-15 darbo dienų, serijinės gamybos – 15-25 darbo dienų priklausomai nuo substrato tipo ir technologijos.
Ar keramikinis PCB tinkamas aukšto dažnio (RF) taikymams?
Taip, keramikinis PCB puikiai tinka RF ir mikrobangų taikymams. Alumina (Al₂O₃) turi stabilią dielektrinę konstantą (9.0-9.8) ir žemą dielektrinį nuostolį (tan δ < 0.001) iki dešimčių GHz. LTCC technologija leidžia sukurti integruotus RF filtrus, antenas ir suderinimo grandinės elementus tiesiai keraminiame substrate.

Susijusios Paslaugos

Taip pat siūlome

Metalinė PCB (MCPCB)

Aliuminio ir varinės metalinės PCB ekonomiškam šilumos valdymui LED ir galios taikymams.

Sužinoti daugiau

Aukšto Dažnio PCB

Rogers, PTFE ir kitos aukšto dažnio medžiagos RF ir mikrobangų projektams.

Sužinoti daugiau

Storo Vario PCB

Storo vario (3oz-20oz) PCB aukštos srovės galios elektronikos taikymams.

Sužinoti daugiau

Aptarnaujamos Pramonės Šakos

Automobilių ElektronikaMedicinos ĮrangaPramoninė AutomatikaVartojimo ElektronikaTelekomunikacijosAviacija ir Kosmosas
Visos pramonės šakos

Nemokami Inžineriniai Įrankiai

Gerber PeržiūraPCB Kainos SkaičiuoklėImpedanso SkaičiuoklėVielos SkaičiuoklėRezistoriaus KodasOmo Dėsnis
Visi įrankiai

Pramonės Standartai ir Sertifikacijos

IPCIEEEISOUL

Pasiruošę pradėti projektą?

Gaukite nemokamą kainų pasiūlymą per 24 valandas. Mūsų inžinierių komanda padės optimizuoti jūsų projektą.

Gauti nemokamą pasiūlymąTechninė pagalba
Nemokama konsultacija
Atsakymas per 24 val.
NDA pasirašymas