Keramische Leiterplatten (PCB)
Hochleistungsfähige Keramik-Leiterplattenbaugruppen für extreme Umgebungen
Unsere Keramik-Leiterplattenlösungen von PICA Manufacturing Solutions bieten herausragende thermische, mechanische und elektrische Eigenschaften, wo herkömmliche FR-4- oder Metallkern-Leiterplatten an ihre Grenzen stoßen. Gefertigt aus fortschrittlichen Keramiksubstraten wie Aluminiumoxid (Al₂O₃), Aluminiumnitrid (AlN) und Siliziumnitrid (Si₃N₄), eignen sich diese Leiterplatten für Anwendungen in den Bereichen Leistungselektronik, Hochfrequenztechnik, hohe Zuverlässigkeit und sogar für kryogene Quantencomputer.
Ob Sie Prototypen, Hybridbaugruppen oder Keramikkonstruktionen in Originalgröße benötigen, PICA bietet Ihnen umfassende Unterstützung, um die elektrischen, thermischen und mechanischen Anforderungen Ihres Systems zu erfüllen.
Warum Keramik-Leiterplatten wählen?
Wärmeleitfähigkeit – Keramische Substrate leiten Wärme weitaus effektiver als FR-4, wodurch Hochleistungsmodule, LEDs und dichte Elektronik kühler und länger laufen können.
Zuverlässigkeit unter rauen Bedingungen – Extrem niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE), Stoß- und Vibrationsfestigkeit sowie extreme Temperaturbeständigkeit (einschließlich Tieftemperaturbereich) gewährleisten dauerhafte Leistungsfähigkeit unter anspruchsvollen Bedingungen.
Hochfrequenz- und Hochspannungstauglich – Dank geringer dielektrischer Verluste und hoher Durchbruchspannung eignen sich Keramiken ideal für HF-, Mikrowellen- und Hochspannungsschaltungen.
Kompaktes Designpotenzial – Unterstützt dichte Verbindungen, hybride Stack-Ups und eingebettete passive Bauelemente, um kleinere und effizientere Systemformfaktoren zu ermöglichen.
Kryogen und Quantentauglich – Getestet auf Temperaturwechsel von –55°C bis +150°C und mit CTE-Werten bis zu ~2,6ppm/°C (Si₃N₄), behalten keramische Substrate ihre Dimensionsstabilität in ultrakalten Umgebungen bei.
Für weitere technische Informationen zu den Möglichkeiten von PICA im Bereich keramischer Leiterplatten klicken Sie auf die Schaltfläche unten.
Möglichkeiten von Keramik-Leiterplatten – Highlights
Technologie
- Keramik: Al₂O₃, AlN, Si₃N₄, ZTA (Zirconia Toughened Alumina)
- Substratoptionen: Direkte Kupferbindung (DCB), Aktivmetallgelötet (AMB)
- Mehrschichtige Keramikaufbauten (HTCC, LTCC)
- Laserbohren, Ätzen, Galvanisieren und Lötstopplackbearbeitung
- Temperaturwechselbeständigkeit: –55 °C bis +150 °C (geeignet für kryogene Anwendungen und extreme Temperaturzyklen)
- Materialien mit extrem niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten: bis zu ~2,6 ppm/°C
- Hohe Biegefestigkeit: bis zu ~700 MPa
Materialien
- Aluminiumnitrid (AlN) – hohe Wärmeleitfähigkeit (170–230 W/m·K)
- Siliziumnitrid (Si₃N₄) – niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient, ausgezeichnete mechanische Stabilität
- Aluminiumoxid (Al₂O₃) – kostengünstiges Keramiksubstrat
- Zirkonoxid-verstärktes Aluminiumoxid (ZTA) – Variante mit erhöhter Zähigkeit
- Kupferschichten: 0,127–0,4 mm (DCB) / bis zu 1,2 mm (AMB)
- Oberflächenbehandlungen: Ni-, Ni+Au-, Ag-Beschichtung
Muster & Löcher
- Minimaler Linien-/Abstand: ~0,2‐0,5 mm (designabhängig)
- Kupferfehlanpassung ≤0,1 mm
- Ätzfaktor ≥2,0
- Abstand zur Plattenkante ≥0,15–0,5 mm je nach Dicke
- Außenmaßtoleranz: +0,2/‐0,05 mm
- Kantenausbrüche kontrollieren: ≤½ Plattendicke
Oberflächenbeschaffenheit
- Blankes Kupfer / Antioxidationsmittel
- Ni (2–8 µm) selektiv
- Ag (0,1–1,0 µm) selektiv
- Ni + Au (Au 0,01–0,10 µm) selektiv
- Kundenspezifische Beschichtungsoptionen auf Anfrage erhältlich
Vorteile von Keramik-Leiterplatten
Überlegenes Wärmemanagement
Keramiksubstrate leiten Wärme weitaus effektiver als FR-4 und ermöglichen so Hochleistungsanwendungen wie LEDs, Leistungselektronik und HF-Systeme.
Erhöhte Zuverlässigkeit
Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient, Korrosionsbeständigkeit und ausgezeichnete thermische Stabilität gewährleisten eine dauerhafte Leistungsfähigkeit auch unter rauen Umgebungsbedingungen.
Hochfrequenz- und Hochspannungstauglich
Geringe dielektrische Verluste und hohe Durchbruchspannung machen Keramik ideal für HF-, Mikrowellen- und Leistungswandlungsdesigns.
Kompakt und vielseitig. Unterstützt hochdichte Verbindungen und Hybridkonfigurationen, wodurch die Systemgröße reduziert und gleichzeitig die Effizienz verbessert wird.
Beständigkeit gegenüber rauen Umgebungsbedingungen
Keramik-Leiterplatten widerstehen Vibrationen, Stößen und extremen Temperaturen und sind daher eine zuverlässige Wahl für Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und Industrieanlagen.
Märkte, die wir mit Keramik-Leiterplatten bedienen
Medizinische Anwendungen
Biokompatible und thermisch stabile Substrate für Implantate, Sensoren und Diagnosegeräte.
Automobilindustrie
Bewältigt Hitze, Vibrationen und chemische Einflüsse in fortschrittlichen Fahrerassistenzsystemen, Elektrofahrzeugen und Baumaschinen.
Telekommunikation & HF
Materialien mit geringen dielektrischen Verlusten unterstützen Hochfrequenzkommunikation, Radar- und Mikrowellenanwendungen.
Verteidigung & Sicherheit
Leichte, robuste Platinen, die Vibrationen, Strahlung und extremen thermischen Bedingungen standhalten.
Leistungselektronik & LEDs
Hohe Wärmeleitfähigkeit gewährleistet effiziente Wärmeableitung für Hochleistungs- und Beleuchtungssysteme.
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