Highleap PCB Factory (HILPCB) ist spezialisiert auf die Herstellung von Hochleistungs-Keramik-Leiterplatten, die sich in extremen thermischen, elektrischen und mechanischen Umgebungen auszeichnen. Unsere fortschrittlichen Keramik-PCB-Fähigkeiten bieten überlegenes Wärmemanagement, außergewöhnliche elektrische Isolation und unübertroffene Zuverlässigkeit für Leistungselektronik, LED-Beleuchtung, HF-/Mikrowellensysteme und Automobilanwendungen, bei denen herkömmliche Leiterplattenmaterialien an ihre Grenzen stoßen.
Fortschrittliche Keramikmaterialien und thermische Leistung
Keramik-Leiterplatten nutzen anorganische, nicht-metallische Substrate, die organische Materialien in Bezug auf Wärmeleitfähigkeit, Dimensionsstabilität und Hochtemperaturbetrieb grundlegend übertreffen. Unsere Keramik-PCB-Fertigung umfasst drei primäre Materialsysteme:
Aluminiumoxid (Al2O3) Substrate
- 96% Al2O3: Standard-Keramik mit 24-28 W/m·K Wärmeleitfähigkeit
- 99,6% Al2O3: Hochreine Option mit überlegenen elektrischen Eigenschaften
- Wärmeausdehnungskoeffizient: 6,5-7,5 ppm/K, passend zu Siliziumbauelementen
- Maximale Betriebstemperatur: 1500°C in inerter Atmosphäre
Aluminiumnitrid (AlN) Lösungen
- Außergewöhnliche Wärmeleitfähigkeit: 170-230 W/m·K
- Niedrige Dielektrizitätskonstante: 8,8 bei 1 MHz
- Wärmeausdehnung: 4,5 ppm/K für optimale Halbleiteranpassung
- Ideal für Hochleistungs-HF-Verstärker und Laserdioden
Spezialisierte Keramikoptionen
- Berylliumoxid (BeO): 280 W/m·K Wärmeleitfähigkeit mit Handhabungsvorsichtsmaßnahmen
- Siliziumnitrid (Si3N4): Überlegene Bruchzähigkeit für thermische Zyklen
- LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic): Mehrschichtige 3D-Integrationsfähigkeit
Die inhärenten Eigenschaften von Keramiksubstraten - keine Feuchtigkeitsaufnahme, chemische Inertheit und außergewöhnliche Dimensionsstabilität - machen sie unersetzlich in Anwendungen, wo FR-4 PCB oder Metallkern-PCB-Materialien die Leistungsanforderungen nicht erfüllen können.
Metallisierungstechnologien für Keramik-Leiterplatten
Die Erstellung zuverlässiger Leiterbahnmuster auf Keramiksubstraten erfordert spezialisierte Metallisierungsprozesse, die sich grundlegend von der traditionellen Leiterplattenfertigung unterscheiden:
Direktbondiertes Kupfer (DBC)
- Kupferfolien von 127μm bis 400μm Dicke
- Hochtemperatur-Bondingverfahren bei 1065°C, das Cu-O-Eutektikum bildet
- Stromtragfähigkeit über 100A pro Leiterbahn
- Thermische Zyklenfestigkeit: -55°C bis +150°C für 1000+ Zyklen
Dickschichttechnologie
- Siebgedruckte Leiterpaste (Ag, Au, Cu, AgPd)
- Feinlinienkapazität: 75μm Leiterbahnen mit 75μm Abstand
- Mehrschichtfähigkeit mit Via-Verbindungen
- Eingebettete Widerstände und Kondensatoren für integrierte passive Komponenten
Dünnfilmverarbeitung
- Gesputterte oder aufgedampfte Metallisierung für Präzision
- Linie/Abstand-Kapazität bis zu 10μm
- Ideal für Mikrowellen- und Hochfrequenzanwendungen
- Kompatibel mit Drahtbonden und Flip-Chip-Montage
Unsere Keramik-PCB-Einrichtung unterhält Reinraumumgebungen der Klasse 1000 für die Dünnfilmverarbeitung und gewährleistet so eine kontaminationsfreie Metallisierung, die für Anwendungen mit hoher Zuverlässigkeit entscheidend ist.
Herstellungsexzellenz für die Keramik-PCB-Produktion
HILPCBs Keramik-Leiterplattenfertigung kombiniert fortschrittliche Ausrüstung mit rigorosen Prozesskontrollen:
Laserbearbeitungssysteme
- CO2- und UV-Laserbohren für Via-Formung
- Präzise Vereinzelung ohne mechanischen Stress
- Ritzen für kontrollierte Bruchtrennung
- Minimaler Via-Durchmesser: 50μm mit ±10μm Toleranz
Qualitätskontrollinfrastruktur
- Automatisierte optische Inspektion mit 0,5μm Auflösung
- Röntgeninspektion für interne Defekte
- Koordinatenmessmaschinen für dimensionale Verifizierung
- Thermische Impedanztests für Wärmeableitungsvalidierung
Produktionskapazitäten
- Panelgrößen bis zu 200mm x 200mm
- Dickenbereiche: 0,25mm bis 3,0mm
- Einseitige, doppelseitige und mehrschichtige Konfigurationen
- Monatliche Kapazität: 50.000+ Keramiksubstrate
Schnelle Prototypenfertigung liefert Keramik-PCBs in 7-10 Tagen für Standarddesigns, wobei die Volumenproduktion nahtlos durch automatisierte Handhabungssysteme skaliert wird, die für spröde Substratmaterialien konzipiert sind.
Wärmemanagementlösungen mit Keramiksubstraten
Keramik-Leiterplatten bieten hervorragende Wärmeleitfähigkeit und Stabilität, was sie ideal für Anwendungen macht, bei denen Wärmeableitung entscheidend für Systemleistung und Langlebigkeit ist. Bei HILPCB sind wir spezialisiert auf Keramik-PCB-Lösungen, die auf Hochtemperaturumgebungen in Beleuchtungs- und Leistungssystemen zugeschnitten sind.
In Hochleistungs-LED-Anwendungen ermöglichen unsere Keramiksubstrate branchenführende thermische Leistung. Wir erreichen einen thermischen Übergangswiderstand von der Halbleiterübergangszone zur Platine von nur 0,5 °C/W, unterstützen direkte Die-Befestigung, die den Bedarf an zwischenliegenden Wärmeleitwerkstoffen eliminiert, und gewährleisten über 50.000 Stunden zuverlässigen Betrieb bei Übergangstemperaturen von 150 °C. Unsere Platten unterstützen auch Phosphorabscheidung für integrierte Weißlichterzeugung.
Für die Integration von Leistungselektronik unterstützen wir fortschrittliche Verpackungsbedürfnisse einschließlich IGBT-Module mit integrierten Gate-Treibern und hocheffizienten SiC- und GaN-Leistungsbauelementen. Unsere Keramik-PCBs ermöglichen direkte Flüssigkühlung durch metallisierte Mikrokanäle und liefern Wärmeverteilungsfähigkeiten, die bis zu 10 Mal höher sind als bei Standard-FR-4-Materialien.
Zur weiteren Leistungssteigerung bieten wir Wärmesimulationsdienste unter Verwendung der Finite-Elemente-Analyse (FEA). Diese Simulationen leiten die Designoptimierung von Kupferverteilung, Via-Platzierung und Komponentenlayout, um die Wärmeableitung zu maximieren und die thermische Zuverlässigkeit unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen zu gewährleisten.
Montagedienste für Keramik-Leiterplatten
Über die Substratfertigung hinaus bietet HILPCB spezialisierte SMT-Montagedienste an, die für Keramikmaterialien angepasst sind:
Prozessanpassungen
- Vorheizprofile zur Vermeidung von Thermoschock
- Spezialisierte Vorrichtungen für Keramiksprödigkeit
- Bleifreies Löten mit kontrollierter Abkühlrate
- Drahtbonden mit Gold- oder Aluminiumdrähten
Komponentenbefestigungsmethoden
- Leitfähiger Epoxidkleber für stressempfindliche Komponenten
- Eutektische Die-Befestigung für maximale thermische Leistung
- Flip-Chip-Montage mit Underfill-Dosierung
- Silbersintern für Extremtemperaturbetrieb
Unsere schlüsselfertige Montage-Dienstleistungen umfassen Komponentenbeschaffung, Programmierung und Funktionsprüfung und liefern komplette Keramik-Leiterplattenlösungen, die bereit für die Systemintegration sind.
Globale Lieferung und hervorragender Kundensupport
Bei HILPCB vereinfachen wir die Beschaffung von Keramik-Leiterplatten durch ein umfassendes Angebot an professionellen Supportdiensten. Unsere technische Partnerschaft beginnt mit einer kostenlosen DFM-Überprüfung (Design for Manufacturability), die auf die einzigartigen Herausforderungen von Keramiksubstraten zugeschnitten ist. Wir bieten Expertenrat zur Materialauswahl, führen thermische Simulationen und mechanische Belastungsanalysen durch und empfehlen kosteneffektive Designänderungen zur Optimierung von Leistung und Herstellbarkeit.
Um ein nahtloses Erlebnis zu gewährleisten, umfassen unsere Logistik- und Zahlungslösungen weltweiten Versand mit speziell für den Schutz von Keramikplatten konzipierter Verpackung. Wir verwenden stoßdämpfende Materialien, um Ihre Produkte während des Transports zu schützen. Kunden können aus verschiedenen Zahlungsmöglichkeiten wie PayPal und Überweisung wählen, und qualifizierte Kunden können NET-Zahlungsbedingungen für zusätzliche Flexibilität in Anspruch nehmen.
Unser Qualitätssicherungsrahmen garantiert gleichbleibende Exzellenz. Jede Platine durchläuft eine 100%ige elektrische Prüfung, um die Kundenspezifikationen zu erfüllen. Wir stellen Maßprüfberichte bereit, die durch statistische Analysen unterstützt werden, geben Materialzertifikate aus, die Zusammensetzung und Eigenschaften verifizieren, und halten die Rückverfolgbarkeit durch einzigartige Serialisierung aufrecht. Über die Lieferung hinaus setzt sich unser Support mit Anleitung zur Montage, Fehlerbehebung und iterativen Designverbesserungen auf Basis von Feedback aus realen Tests fort.
FAQ
Was sind die Hauptvorteile von Keramik-Leiterplatten gegenüber herkömmlichen Leiterplatten?
Keramik-Leiterplatten bieten eine 10-100x bessere Wärmeleitfähigkeit als FR-4, was eine überlegene Wärmeableitung für Hochleistungsanwendungen ermöglicht. Sie behalten ihre Dimensionsstabilität bei extremen Temperaturen bei, zeigen keine Feuchtigkeitsaufnahme und bieten hervorragende elektrische Isolation selbst bei hohen Frequenzen. Diese Eigenschaften machen Keramik unverzichtbar für Leistungselektronik, HF-Systeme und LED-Anwendungen.
Wie vergleichen sich die Kosten von Keramik-PCBs mit Standardleiterplatten?
Keramiksubstrate kosten typischerweise 3-10x mehr als entsprechende FR-4-Platten aufgrund spezialisierter Materialien und Verarbeitung. Allerdings bevorzugen die Gesamtsystemkosten oft Keramik durch die Elimination von Kühlkörpern, verbesserte Zuverlässigkeit und verlängerte Betriebslebensdauer. Wir bieten eine detaillierte Kostenanalyse, die Keramiklösungen mit traditionellen Ansätzen für Ihre spezifische Anwendung vergleicht.
Können Keramik-Leiterplatten in Mehrschichtkonfigurationen hergestellt werden?
Ja, wir stellen mehrschichtige Keramik-PCBs unter Verwendung der LTCC-Technologie (Low Temperature Co-fired Ceramic) her, die bis zu 20 Schichten unterstützt. Dies ermöglicht komplexe 3D-Schaltungsintegration mit eingebetteten passiven Komponenten, Hohlräumen und Kanälen. Standard-Aluminiumoxid- und AlN-Substrate sind typischerweise auf ein- oder doppelseitige Konfigurationen mit Dickschicht-Mehrschichtfähigkeiten beschränkt.
Welche Designregeln gelten für Keramik-Leiterplattenlayouts?
Keramik-PCBs erfordern modifizierte Designregeln, einschließlich: minimale Leiterbahnbreite von 100μm für Dickschicht (10μm für Dünnschicht), Via-Durchmesser ab 100μm und Aussparungszonen nahe den Plattenrändern, um Absplitterungen zu verhindern. Wir bieten umfassende Designrichtlinien speziell für Ihr gewähltes Keramikmaterial und Ihre Metallisierungstechnologie.
Wie schnell können Sie Keramik-Leiterplatten-Prototypen liefern?
Standard-Keramik-PCB-Prototypen werden in 7-10 Arbeitstagen für ein-/doppelseitige Designs versendet. Komplexe mehrschichtige LTCC oder kundenspezifische Metallisierungen können 15-20 Tage benötigen. Wir halten gängige Keramikmaterialien auf Lager, um Lieferzeiten zu minimieren, und bieten beschleunigte Dienste für dringende Anforderungen.
Welche Zertifizierungen haben Sie für die Keramik-PCB-Fertigung?
HILPCB unterhält die ISO 9001:2015 Qualitätszertifizierung, IATF 16949 für Automobilanwendungen und AS9100D für Luft- und Raumfahrt. Unsere Keramikprozesse entsprechen den an Keramiksubstrate angepassten IPC-Standards. Wir bieten Materialrückverfolgbarkeit, RoHS-Konformitätsdokumentation und kundenspezifische Prüfzertifikate nach Bedarf.