Фабрика Highleap PCB (HILPCB) специализируется на производстве высокопроизводительных керамических печатных плат, которые превосходно работают в экстремальных тепловых, электрических и механических условиях. Наши передовые технологии керамических печатных плат обеспечивают превосходное тепловое управление, исключительную электрическую изоляцию и непревзойденную надежность для силовой электроники, светодиодного освещения, РЧ/СВЧ систем и автомобильных применений, где традиционные материалы печатных плат не справляются.
Передовые керамические материалы и тепловые характеристики
Керамические печатные платы используют неорганические, неметаллические подложки, которые принципиально превосходят органические материалы по теплопроводности, размерной стабильности и работе при высоких температурах. Наше производство керамических печатных плат охватывает три основные системы материалов:
Подложки из оксида алюминия (Al2O3)
- 96% Al2O3: Стандартная керамика с теплопроводностью 24-28 Вт/м·К
- 99.6% Al2O3: Высококачественный вариант с превосходными электрическими свойствами
- Коэффициент теплового расширения: 6.5-7.5 ppm/K, совместимый с кремниевыми устройствами
- Максимальная рабочая температура: 1500°C в инертной атмосфере
Решения на основе нитрида алюминия (AlN)
- Исключительная теплопроводность: 170-230 Вт/м·К
- Низкая диэлектрическая проницаемость: 8.8 на 1 МГц
- Тепловое расширение: 4.5 ppm/K для оптимальной совместимости с полупроводниками
- Идеально подходит для мощных РЧ усилителей и лазерных диодов
Специализированные керамические варианты
- Оксид бериллия (BeO): Теплопроводность 280 Вт/м·К с мерами предосторожности при обращении
- Нитрид кремния (Si3N4): Превосходная трещиностойкость для термоциклирования
- LTCC (Низкотемпературная совместно обжигаемая керамика): Возможность многослойной 3D-интеграции
Врожденные свойства керамических подложек — нулевое влагопоглощение, химическая инертность и исключительная размерная стабильность — делают их незаменимыми в применениях, где материалы FR-4 PCB или металлические печатные платы не могут удовлетворить требования к производительности.
Технологии металлизации для керамических печатных плат
Создание надежных проводящих рисунков на керамических подложках требует специализированных процессов металлизации, принципиально отличающихся от традиционного производства печатных плат:
Технология прямого соединения меди (DBC)
- Медные фольги толщиной от 127 мкм до 400 мкм
- Высокотемпературное соединение при 1065°C с образованием эвтектики Cu-O
- Пропускная способность по току: более 100А на дорожку
- Надежность при термоциклировании: от -55°C до +150°C для 1000+ циклов
Толстопленочная технология
- Трафаретно-наносимые проводящие пасты (Ag, Au, Cu, AgPd)
- Возможность тонких линий: 75 мкм дорожки с 75 мкм зазорами
- Возможность многослойного исполнения с межслойными переходами
- Встроенные резисторы и конденсаторы для интегрированных пассивных компонентов
Технология тонких плёнок
- Напыление или испарение металлизации для высокой точности
- Возможность создания линий/промежутков до 10 мкм
- Идеально для СВЧ и высокочастотных применений
- Совместимость с проволочным монтажом и сборкой методом перевёрнутого кристалла
Наше производство керамических печатных плат поддерживает чистые помещения класса 1000 для обработки тонких плёнок, обеспечивая беспримесную металлизацию, критически важную для высоконадёжных применений.
Совершенство в производстве керамических печатных плат
Производство керамических плат HILPCB сочетает передовое оборудование с жёстким контролем процессов:
Лазерные обрабатывающие системы
- CO2 и УФ-лазерное сверление для формирования переходных отверстий
- Прецизионная разделка без механических напряжений
- Надрез для контролируемого разделения
- Минимальный диаметр переходного отверстия: 50 мкм с допуском ±10 мкм
Инфраструктура контроля качества
- Автоматизированный оптический контроль с разрешением 0,5 мкм
- Рентгеновский контроль внутренних дефектов
- Координатно-измерительные машины для проверки размеров
- Тестирование теплового сопротивления для проверки теплоотвода
Производственные возможности
- Размеры панелей до 200×200 мм
- Диапазон толщин: 0,25–3,0 мм
- Однослойные, двухслойные и многослойные конфигурации
- Месячная мощность: 50 000+ керамических подложек
Быстрое прототипирование обеспечивает изготовление керамических плат за 7–10 дней для стандартных проектов, с плавным масштабированием серийного производства через автоматизированные системы обработки, разработанные для хрупких подложек.
Решения по тепловому управлению с использованием керамических подложек
Керамические печатные платы обладают выдающейся теплопроводностью и стабильностью, что делает их идеальными для применений, где теплоотвод критически важен для производительности и долговечности системы. В HILPCB мы специализируемся на решениях с керамическими платами, адаптированными для высокотемпературных сред в системах освещения и электропитания.
В мощных светодиодных применениях наши керамические подложки обеспечивают лидирующие в отрасли тепловые характеристики. Мы достигаем теплового сопротивления переход-плата всего 0,5 °C/Вт, поддерживаем прямой монтаж кристалла без промежуточных теплопроводящих материалов и гарантируем более 50 000 часов надёжной работы при температуре перехода 150 °C. Наши платы также поддерживают нанесение люминофора для интегрированного получения белого света.
Для интеграции силовой электроники мы поддерживаем передовые требования к корпусированию, включая модули IGBT с интегрированными драйверами затворов и высокоэффективные силовые приборы на основе SiC и GaN. Наши керамические платы позволяют реализовать прямое жидкостное охлаждение через металлизированные микроканальные конструкции и обеспечивают тепловое рассеивание в 10 раз лучше, чем стандартные материалы FR-4. Для дальнейшего повышения производительности мы предоставляем услуги теплового моделирования с использованием метода конечных элементов (МКЭ). Эти симуляции помогают оптимизировать распределение меди, размещение переходных отверстий и компоновку компонентов для максимального теплоотвода и обеспечения термической надежности в сложных рабочих условиях.
Услуги сборки керамических плат
Помимо производства подложек, HILPCB предлагает специализированные услуги SMT-монтажа, адаптированные для керамических материалов:
Адаптации процесса
- Профили предварительного нагрева для предотвращения термического удара
- Специализированные крепления, учитывающие хрупкость керамики
- Бессвинцовая пайка с контролируемой скоростью охлаждения
- Проволочный монтаж с использованием золотых или алюминиевых проводов
Методы крепления компонентов
- Проводящий эпоксидный клей для чувствительных к напряжению компонентов
- Эвтектическое крепление кристалла для максимальной теплопередачи
- Flip-chip монтаж с заполнением подложки
- Серебряное спекание для работы в экстремальных температурах
Наши услуги полного цикла сборки включают поиск компонентов, программирование и функциональное тестирование, предоставляя готовые решения для керамических плат, которые можно сразу интегрировать в систему.
Глобальная доставка и превосходная поддержка клиентов
В HILPCB мы упрощаем процесс заказа керамических плат благодаря полному набору профессиональных услуг поддержки. Наше инженерное партнерство начинается с бесплатного анализа DFM (Design for Manufacturability), учитывающего уникальные особенности керамических подложек. Мы предоставляем экспертные рекомендации по выбору материалов, проводим тепловые симуляции и анализ механических напряжений, а также предлагаем экономически эффективные модификации дизайна для оптимизации производительности и технологичности.
Для обеспечения бесперебойного опыта наши логистические и платежные решения включают глобальную доставку с упаковкой, специально разработанной для защиты керамических плат. Мы используем амортизирующие материалы для сохранности вашей продукции во время транспортировки. Клиенты могут выбирать из нескольких вариантов оплаты, таких как PayPal и банковский перевод, а квалифицированные клиенты могут получить доступ к условиям NET для дополнительной гибкости.
Наша система контроля качества гарантирует стабильное превосходство. Каждая плата проходит 100% электрическое тестирование в соответствии с требованиями заказчика. Мы предоставляем отчеты о проверке размеров, подкрепленные статистическим анализом, выдаем сертификаты на материалы, подтверждающие состав и свойства, и обеспечиваем прослеживаемость через уникальную сериализацию. После доставки наша поддержка продолжается с рекомендациями по сборке, устранению неисправностей и итеративному улучшению дизайна на основе отзывов реальных испытаний.
Часто задаваемые вопросы
Каковы основные преимущества керамических плат по сравнению с традиционными PCB? Керамические печатные платы обладают теплопроводностью в 10-100 раз лучше, чем FR-4, обеспечивая превосходное рассеивание тепла для мощных применений. Они сохраняют стабильность размеров при экстремальных температурах, не впитывают влагу и обеспечивают отличную электрическую изоляцию даже на высоких частотах. Эти свойства делают керамику незаменимой для силовой электроники, РЧ-систем и светодиодных устройств.
Какова стоимость керамических плат по сравнению со стандартными?
Керамические подложки обычно стоят в 3-10 раз дороже эквивалентных плат FR-4 из-за специализированных материалов и обработки. Однако общая стоимость системы часто оказывается выгоднее благодаря устранению радиаторов, повышенной надежности и увеличенному сроку службы. Мы предоставляем детальный анализ затрат, сравнивая керамические решения с традиционными для вашего конкретного применения.
Можно ли производить керамические платы в многослойной конфигурации?
Да, мы производим многослойные керамические платы с использованием технологии LTCC (Низкотемпературная совместно обжигаемая керамика), поддерживающей до 20 слоев. Это позволяет реализовать сложную 3D-интеграцию схем со встроенными пассивными компонентами, полостями и каналами. Стандартные подложки из оксида алюминия и нитрида алюминия обычно ограничены одно- или двусторонними конфигурациями с возможностью многослойного нанесения толстопленочных элементов.
Какие правила проектирования применяются к керамическим платам?
Для керамических плат требуются модифицированные правила проектирования, включая: минимальную ширину дорожки 100 мкм для толстопленочных технологий (10 мкм для тонкопленочных), диаметры переходных отверстий от 100 мкм, а также запретные зоны у краев платы для предотвращения сколов. Мы предоставляем подробные рекомендации по проектированию, учитывающие выбранный вами керамический материал и технологию металлизации.
Как быстро вы можете изготовить прототипы керамических плат?
Стандартные прототипы одно- и двусторонних керамических плат изготавливаются за 7-10 рабочих дней. Сложные многослойные LTCC или индивидуальная металлизация могут потребовать 15-20 дней. Мы поддерживаем запас распространенных керамических материалов для сокращения сроков и предлагаем ускоренные услуги для срочных заказов.
Какие сертификаты есть у вашего производства керамических плат?
HILPCB имеет сертификаты качества ISO 9001:2015, IATF 16949 для автомобильных применений и AS9100D для аэрокосмической отрасли. Наши керамические процессы соответствуют стандартам IPC, адаптированным для керамических подложек. Мы предоставляем прослеживаемость материалов, документацию о соответствии RoHS и специальные сертификаты испытаний по запросу.