Highleap PCB Factory (HILPCB) est spécialisée dans la fabrication de circuits imprimés céramiques hautes performances pour environnements thermiques, électriques et mécaniques extrêmes. Nos capacités avancées en PCB céramique offrent une gestion thermique supérieure, une isolation électrique exceptionnelle et une fiabilité inégalée pour l'électronique de puissance, l'éclairage LED, les systèmes RF/micro-ondes et les applications automobiles là où les matériaux PCB traditionnels sont insuffisants.
Matériaux céramiques avancés et performances thermiques
Les circuits imprimés céramiques utilisent des substrats inorganiques non métalliques surpassant fondamentalement les matériaux organiques en conductivité thermique, stabilité dimensionnelle et fonctionnement à haute température. Notre fabrication de PCB céramique couvre trois systèmes matériels principaux :
Substrats d'alumine (Al2O3)
- Al2O3 96% : Céramique standard avec conductivité thermique 24-28 W/m·K
- Al2O3 99,6% : Option haute pureté aux propriétés électriques supérieures
- Coefficient de dilatation thermique : 6,5-7,5 ppm/K compatible avec dispositifs silicium
- Température maximale d'utilisation : 1500°C en atmosphère inerte
Solutions en nitrure d'aluminium (AlN)
- Conductivité thermique exceptionnelle : 170-230 W/m·K
- Constante diélectrique faible : 8,8 à 1 MHz
- Dilatation thermique : 4,5 ppm/K pour un appariement optimal avec semiconducteurs
- Idéal pour amplificateurs RF haute puissance et diodes laser
Options céramiques spécialisées
- Oxyde de béryllium (BeO) : Conductivité thermique 280 W/m·K avec précautions de manipulation
- Nitrure de silicium (Si3N4) : Ténacité supérieure pour cyclage thermique
- LTCC (Céramique frittée basse température) : Capacité d'intégration 3D multicouche
Les propriétés intrinsèques des substrats céramiques - absorption d'humidité nulle, inertie chimique et stabilité dimensionnelle exceptionnelle - les rendent irremplaçables dans les applications où les matériaux PCB FR-4 ou PCB à âme métallique ne peuvent répondre aux exigences de performance.
Technologies de métallisation pour circuits imprimés céramiques
La création de motifs conducteurs fiables sur substrats céramiques nécessite des procédés de métallisation spécialisés fondamentalement différents de la fabrication PCB traditionnelle :
Cuivre lié directement (DBC)
- Feuilles de cuivre de 127μm à 400μm d'épaisseur
- Liaison à haute température à 1065°C formant un eutectique Cu-O
- Capacité de courant dépassant 100A par piste
- Fiabilité au cyclage thermique : -55°C à +150°C pour 1000+ cycles
Technologie thick film
- Pâtes conductrices sérigraphiées (Ag, Au, Cu, AgPd)
- Capacité de lignes fines : traces de 75μm avec espacement de 75μm
- Capacité multicouche avec interconnexions via
- Résistances et condensateurs intégrés pour composants passifs
Procédé thin film
- Métallisation par pulvérisation ou évaporation pour précision
- Capacité ligne/espace jusqu'à 10μm
- Idéal pour applications micro-ondes et hautes fréquences
- Compatible avec assemblage par fil bonding et flip-chip
Notre installation de PCB céramique maintient des environnements en salle blanche Classe 1000 pour le traitement thin film, garantissant une métallisation sans contamination critique pour les applications haute fiabilité.
Excellence manufacturière pour la production de PCB céramiques
La fabrication de circuits imprimés céramiques chez HILPCB combine équipements avancés et contrôles de processus rigoureux :
Systèmes de traitement laser
- Perçage laser CO2 et UV pour formation de vias
- Découpe de précision sans contrainte mécanique
- Gravure pour séparation par fracture contrôlée
- Diamètre minimal de via : 50μm avec tolérance ±10μm
Infrastructure de contrôle qualité
- Inspection optique automatisée avec résolution 0,5μm
- Inspection par rayons X pour défauts internes
- Machines à mesurer tridimensionnelles pour vérification dimensionnelle
- Tests d'impédance thermique pour validation de dissipation
Capacités de production
- Taille de panneaux jusqu'à 200mm x 200mm
- Gamme d'épaisseurs : 0,25mm à 3,0mm
- Configurations simple face, double face et multicouche
- Capacité mensuelle : 50 000+ substrats céramiques
Le prototypage rapide livre les PCB céramiques en 7-10 jours pour les conceptions standard, avec une production en volume s'adaptant parfaitement grâce à des systèmes de manutention automatisés conçus pour matériaux substrats fragiles.
Solutions de gestion thermique utilisant des substrats céramiques
Les circuits imprimés céramiques offrent une conductivité et une stabilité thermiques exceptionnelles, les rendant idéaux pour applications où la dissipation thermique est critique pour performance et longévité du système. Chez HILPCB, nous spécialisons dans solutions PCB céramiques adaptées aux environnements à haute température dans éclairage et systèmes de puissance.
Pour applications LED haute puissance, nos substrats céramiques permettent des performances thermiques leaders du secteur. Nous atteignons une résistance thermique jonction-carte aussi basse que 0,5 °C/W, supportons l'attache directe de puce éliminant le besoin d'interfaces thermiques intermédiaires, et garantissons plus de 50 000 heures de fonctionnement fiable à températures de jonction de 150 °C. Nos cartes supportent également le dépôt de phosphore pour génération intégrée de lumière blanche.
Pour l'intégration d'électronique de puissance, nous supportons les besoins avancés d'encapsulation incluant modules IGBT avec drivers de grille intégrés, et dispositifs de puissance SiC et GaN haute efficacité. Nos PCB céramiques permettent un refroidissement liquide direct via conceptions à microcanaux métallisés et offrent des capacités d'étalement thermique jusqu'à 10 fois supérieures aux matériaux FR-4 standards.
Pour améliorer davantage les performances, nous fournissons des services de simulation thermique utilisant l'analyse par éléments finis (FEA). Ces simulations guident l'optimisation de conception de distribution de cuivre, placement de vias et agencement de composants pour maximiser dissipation thermique et garantir fiabilité thermique dans conditions opérationnelles exigeantes.
Services d'assemblage pour circuits imprimés céramiques
Au-delà de la fabrication de substrats, HILPCB fournit des services spécialisés d'assemblage SMT adaptés aux matériaux céramiques :
Adaptations de processus
- Profils de préchauffage prévenant le choc thermique
- Gabarits spécialisés accommodant la fragilité céramique
- Soudure sans plomb avec taux de refroidissement contrôlés
- Wire bonding utilisant fils d'or ou d'aluminium
Méthodes d'attache de composants
- Époxy conducteur pour composants sensibles aux contraintes
- Attache de puce eutectique pour performance thermique maximale
- Assemblage flip-chip avec sous-remplissage
- Frittage d'argent pour fonctionnement à températures extrêmes
Nos services d'assemblage clé en main incluent approvisionnement en composants, programmation et tests fonctionnels, fournissant des solutions complètes de circuits imprimés céramiques prêtes pour intégration système.
Excellence en livraison mondiale et support client
Chez HILPCB, nous simplifions l'acquisition de circuits imprimés céramiques grâce à une gamme complète de services professionnels de support. Notre partenariat d'ingénierie commence par une revue DFM (Design for Manufacturability) gratuite adaptée aux défis uniques des substrats céramiques. Nous fournissons des conseils d'experts en sélection de matériaux, conduisons des simulations thermiques et analyses de contraintes mécaniques, et recommandons des modifications de conception rentables pour optimiser performance et fabricabilité.
Pour garantir une expérience fluide, nos solutions logistiques et de paiement incluent un transport mondial avec emballage spécialement conçu pour protection des cartes céramiques. Nous utilisons des matériaux absorbant les chocs pour protéger vos produits pendant le transit. Les clients peuvent choisir parmi plusieurs options de paiement comme PayPal et virement bancaire, et les clients qualifiés peuvent accéder à des termes NET pour plus de flexibilité.
Notre cadre d'assurance qualité garantit une excellence constante. Chaque carte subit des tests électriques à 100% pour répondre aux spécifications clients. Nous fournissons des rapports d'inspection dimensionnelle soutenus par analyse statistique, émettons des certificats matériaux vérifiant composition et propriétés, et maintenons une traçabilité via sérialisation unique. Au-delà de la livraison, notre support continue avec conseils pour assemblage, dépannage et améliorations itératives de conception basées sur feedback de tests réels.
FAQ
Quels sont les principaux avantages des circuits imprimés céramiques par rapport aux PCB traditionnels ?
Les circuits imprimés céramiques offrent une conductivité thermique 10 à 100 fois meilleure que le FR-4, permettant une dissipation thermique supérieure pour applications haute puissance. Ils maintiennent une stabilité dimensionnelle à températures extrêmes, présentent une absorption d'humidité nulle et fournissent une excellente isolation électrique même à hautes fréquences. Ces propriétés rendent les céramiques essentielles pour l'électronique de puissance, systèmes RF et applications LED.
Comment les coûts des PCB céramiques se comparent-ils aux circuits imprimés standards ?
Les substrats céramiques coûtent typiquement 3 à 10 fois plus que les PCB FR-4 équivalents en raison des matériaux et procédés spécialisés. Cependant, le coût total système favorise souvent les céramiques par l'élimination de dissipateurs, une fiabilité améliorée et une durée de vie opérationnelle étendue. Nous fournissons une analyse de coût détaillée comparant solutions céramiques avec approches traditionnelles pour votre application spécifique.
Les circuits imprimés céramiques peuvent-ils être fabriqués en configurations multicouches ?
Oui, nous fabriquons des PCB céramiques multicouches utilisant la technologie LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic) supportant jusqu'à 20 couches. Ceci permet une intégration 3D complexe avec composants passifs intégrés, cavités et canaux. Les substrats standard en alumine et AlN sont typiquement limités à configurations simple ou double face avec capacités multicouches thick film.
Quelles règles de conception s'appliquent aux layouts de circuits imprimés céramiques ?
Les PCB céramiques nécessitent des règles de conception modifiées incluant : largeur de trace minimale de 100μm pour thick film (10μm pour thin film), diamètres de via à partir de 100μm, et zones d'exclusion près des bords de carte pour prévenir l'écaillage. Nous fournissons des directives de conception complètes spécifiques à votre matériau céramique choisi et technologie de métallisation.
Quelle rapidité pouvez-vous livrer des prototypes de circuits imprimés céramiques ?
Les prototypes standard de PCB céramique sont expédiés en 7-10 jours ouvrés pour conceptions simple/double face. Les LTCC multicouches complexes ou métallisations personnalisées peuvent nécessiter 15-20 jours. Nous maintenons un stock de matériaux céramiques communs pour minimiser les délais et offrons des services accélérés pour besoins urgents.
Quelles certifications détenez-vous pour la fabrication de PCB céramiques ?
HILPCB maintient la certification qualité ISO 9001:2015, IATF 16949 pour applications automobiles et AS9100D pour aérospatial. Nos procédés céramiques sont conformes aux standards IPC adaptés pour substrats céramiques. Nous fournissons traçabilité matérielle, documentation de conformité RoHS et certifications de tests personnalisés selon besoins.