Özel Seramik PCB Üreticisi ve İmalat Hizmeti

Seramik PCB'ler, standart FR4 kartlarda bulunan organik fiberglas-epoksi yerine, alümina, alüminyum nitrür, silikon nitrür gibi inorganik seramik alt tabakalar kullanır. Seramik alt tabaka, ayrı bir dielektrik yalıtım katmanı olmadan doğrudan bakır devreye bağlanır ve bileşenden ısı emiciye FR4'e göre 50-500 kat daha verimli bir termal yol oluşturur. Bu yapısal avantaj, seramik PCB'lerin güç modülleri, yüksek parlaklıkta LED'ler, RF ön uçları, lazer diyot alt montajları ve ısı akışı, çalışma sıcaklığı veya termal döngü ömrünün organik laminatların dayanabileceğinden daha yüksek olduğu her türlü uygulama için tercih edilmesinin nedenidir.

Highleap Electronics, DBC, DPC, kalın film ve ince film yöntemlerini kullanarak alümina (Al₂O₃), alüminyum nitrür (AlN) ve silikon nitrür (Si₃N₄) alt tabakalar üzerine seramik PCB'ler üretmektedir. LTCC ve HTCC Ayrıca seramik alt tabakalara bileşen montajı, SMT, tel bağlama, kalıp yapıştırma ve elektriksel test işlemlerini de tek çatı altında gerçekleştiriyoruz.

Seramik PCB Teklifi Alın →

Dört Seramik Altlık Malzemesi ve Her Birinin Kullanım Alanı

Her seramik baskılı devre kartı (PCB) bir alt tabaka ile başlar. Seçilen malzeme, termal iletkenliği, mekanik dayanıklılığı, yarı iletken yongaya uygun CTE değerini ve bitmiş kartın maliyetini belirler. Highleap, üretim kalitesinde dört seramik alt tabakanın tamamını stoklar ve işler.

Alümina — üretimde vazgeçilmez malzeme

Alümina seramik PCB'ler Dünya çapındaki seramik PCB üretiminin büyük çoğunluğunu oluşturmaktadır. %96 ve %99.6 saflık derecelerinde bulunan alümina, pratik termal iletkenlik (FR4'ten 50-100 kat daha iyi), mükemmel elektrik yalıtımı ve orta hacimli üretimler için uygun bir maliyet seviyesi sağlar. Çoğu LED, sensör ve güç elektroniği uygulamasında %96 alümina, daha sıkı yüzey pürüzlülüğü veya dielektrik toleransları gerektiğinde ise (genellikle ince film RF devreleri için) %99.6 alümina kullanıyoruz.

Alüminyum nitrür — termal performans lideri

AlN, alüminanın 7 katı termal iletkenliğe ve seramik alt tabakalar arasında silisyuma en yakın CTE eşleşmesine (4.5'e karşı 3.0 ppm/°C) sahiptir. Bu CTE eşleşmesi, AlN'nin yarı iletken yongaların doğrudan alt tabakaya bağlandığı her yerde (güç modülleri, lazer diyot paketleri ve 5G RF modülleri) tercih edilmesinin nedenidir. Dezavantajı ise maliyet ve daha zorlu metalizasyon gereksinimleridir. termal yönetim mühendisliği desteği Bu, tasarımınızın gerçekten AlN gerektirip gerektirmediğini veya daha iyi termal arayüz tasarımına sahip alüminanın daha düşük maliyetle aynı bağlantı sıcaklığı hedefine ulaşabileceğini belirlemeye yardımcı olur.

Silikon nitrür — aşırı bisiklet kullanımı için en dayanıklı seramik

Si₃N₄, alümina veya AlN'ye göre 2-3 kat daha yüksek kırılma tokluğuna sahip olup, diğer seramik alt tabakaları çatlatan termal döngü rejimlerine (-55 ila +250 °C, 30,000'den fazla döngü) dayanabilmektedir. Bu nedenle, yeni nesil SiC ve GaN için tercih edilen alt tabaka haline gelmiştir. güç elektroniği modülleri Elektrikli araç çekiş invertörlerinde ve endüstriyel motor sürücülerinde Si₃N₄ neredeyse tamamen AMB (aktif metal lehimleme) metalizasyonu ile işlenir.

Berilyum oksit — eski yüksek performanslı, kısıtlı kullanım alanı

BeO, seramik PCB malzemeleri arasında en yüksek termal iletkenliğe sahiptir, ancak ham madde toksisitesi (berilyum tozu ciddi bir solunum tehlikesi oluşturur) onu, ikamesinin bulunmadığı uygulamalarla sınırlandırır; bunlar esas olarak yerleşik kullanım protokollerine sahip eski havacılık ve savunma programlarıdır. Yeni tasarımlar giderek daha fazla AlN veya Si₃N₄'ü tercih etmektedir.

Yedi Üretim Süreci: Bakır Seramiğe Nasıl Eklenir?

Seramik PCB'nin termal özelliklerini alt tabaka malzemesi belirler. Metalizasyon işlemi ise elektriksel yetenekleri – iz çözünürlüğü, bakır kalınlığı, katman sayısı ve bakır-seramik bağının dayanıklılığı – belirler. Highleap, üretim kalitesindeki yedi metalizasyon işleminin tamamını destekler.

DBC — Doğrudan Bağlı Bakır

DBC, yaklaşık 1,065 °C'de kontrollü bir oksidasyon reaksiyonu yoluyla kalın bakır folyoyu (0.15–0.6 mm) seramiğe bağlar. Ortaya çıkan bakır-seramik arayüzü son derece düşük termal dirence sahiptir ve IGBT ve MOSFET güç modülleri için yüksek akım bara hatlarını destekler. DBC, yerleşik standarttır. güç modülü seramik alt tabakaları Hem alümina hem de AlN üzerinde uygulanabilir. Sınırlama: Kalın bakır nedeniyle minimum iz genişliği genellikle 0.3–0.5 mm'dir ve kenar tanımlaması DPC'ye göre daha kabadır.

DPC — Doğrudan Kaplama Bakır

DPC, vakum altında seramik yüzeye ince bir titanyum/bakır tohum tabakası püskürtür, ardından standart fotolitografi ve elektrokaplama yöntemleri kullanılarak hedef kalınlığa (tipik olarak 5–140 µm) kadar bakır kaplar. Bu işlem, ince çizgi çözünürlüğü (iz/boşluk 50/50 µm'ye kadar) sağlar ve kaplamalı delikler ve geçiş yollarını destekler; bu da onu karmaşık devre tasarımları için en çok yönlü metalizasyon yöntemi haline getirir. DPC, yüksek yoğunluklu LED paketleri, alümina üzerindeki RF devreleri ve empedans kontrollü izler gerektiren her türlü seramik PCB tasarımı için standart bir işlemdir.

AMB — Aktif Metal Lehimleme

AMB, aktif bir lehim alaşımı (tipik olarak Ag-Cu-Ti) kullanarak 800-900 °C'de vakum altında bakırı seramiğe birleştirir. Aktif titanyum elementi seramik yüzeyi ıslatarak, özellikle standart DBC oksidasyon işleminin güvenilir bir bağ oluşturmadığı Si₃N₄ alt tabakalar için önemli olan, DBC'den daha güçlü bir metalurjik bağ oluşturur. AMB, 800 µm'ye kadar bakır kalınlıklarını destekler ve baskın teknolojidir. yeni nesil SiC/GaN güç yarı iletken modülleri.

kalın film

Kalın film seramik PCB'ler 850–900 °C'de sinterlenmiş, serigrafi baskılı iletken macunlar (gümüş, altın, gümüş-paladyum) kullanılır. Bu işlem, dirençlerin ve kapasitörlerin doğrudan alt tabaka üzerine basılmasını sağlayarak hibrit devrelerdeki ayrı pasif bileşenleri ortadan kaldırır. Kalın film, daha büyük özellik boyutlarına sahip (minimum çizgi genişliği tipik olarak 100–150 µm) orta akım uygulamaları için en uygun maliyetli seramik PCB işlemidir. Otomotiv sensörleri, endüstriyel kontroller ve hibrit mikroelektronik için standarttır.

İnce tabaka

İnce film seramik PCB'ler Metal, püskürtme veya buharlaştırma yoluyla biriktirilir, ardından fotolitografi ile desen oluşturulur; bu da seramik PCB işlemlerinin en ince çözünürlüğünü (çizgi/boşluk 10/10 µm'ye kadar) sağlar. İnce film, hassas RF filtreleri, mikrodalga devreleri ve iz geometrisinin empedansı ve ekleme kaybını doğrudan kontrol ettiği yüksek frekanslı uygulamalar için belirtilmiştir. Bakır kalınlığı sınırlıdır (tipik olarak 5 µm'nin altında); daha yüksek akım gerektiren tasarımlar, ince film desenlemeyi daha sonraki kaplama ile birleştirir (DPC yaklaşımı).

LTCC — Düşük Sıcaklıkta Birlikte Pişirilmiş Seramik

LTCC, içine gümüş veya altın iletkenler yerleştirilmiş seramik bant katmanlarını 850–900 °C'de pişirerek, entegre geçiş yolları, boşluklar ve gömülü pasif bileşenlere sahip çok katmanlı seramik PCB'ler (10+ katman) üretir. LTCC, kompakt RF modülleri, mmWave ön uçları (otomotiv radarı, 5G antenleri) ve hermetik seramik pakette üç boyutlu ara bağlantı yoğunluğu gerektiren her türlü tasarım için standarttır. LTCC ve HTCC yetenekleri Hem prototip hem de seri üretim hacimlerini kapsar.

HTCC — Yüksek Sıcaklıkta Birlikte Pişirilmiş Seramik

HTCC, tungsten veya molibden iletkenler kullanarak 1,500–1,800 °C'de fırınlama yapar (altın ve gümüş bu sıcaklıklara dayanamaz). HTCC, hermetik paketler, kuyu içi aletler ve aşırı ortam elektroniği için belirtilen en yüksek yapısal mukavemete ve kimyasal dirence sahip alt tabakalar üretir. Dezavantajı ise daha düşük iletkenlik (Tungsten ve Molibden, Cu veya Ag'den 3-5 kat daha yüksek özdirençlidir) ve daha pahalı ekipman maliyetidir.

Uygulamanız İçin Doğru Seramik PCB'yi Seçmek

Çoğu proje beş malzeme-işlem kombinasyonundan birinde karar kılar. Seçim, tasarımda yer alan kısıtlayıcı faktörlere bağlıdır: akım, termal döngü, iz çözünürlüğü, frekans veya maliyet.

Highleap Üretim Kapasitesi Tablosu

Seramik PCB'lerin Özellikleri ve Siparişi Nasıl Verilir?

Seramik PCB projelerinde fiyat teklifi gecikmelerinin ve ilk numunede yaşanan sürprizlerin başlıca nedeni eksik özelliklerdir. Çoğu durumda varsayılan değerlerin geçerli olduğu FR4 siparişlerinin aksine, seramik PCB'lerde endüstri standardı varsayılan değerler bulunmadığından her parametre için açık bir şekilde spesifikasyon belirtilmesi gerekir.

Seramik PCB fiyat teklifi paketiniz şunları içermelidir:

Malzeme veya işlem seçimi konusunda emin değilseniz, elinizde olanı gönderin. Mühendislik ekibimiz size yardımcı olacaktır. DFM incelemesi ve malzeme önerileri Belirli bir yapıya karar vermeden önce, ısı, elektrik ve mekanik gereksinimlerinize göre değerlendirme yapmalısınız.

Sıkça Sorulan Sorular

Seramik baskılı devre kartları için hangi alt tabaka malzemeleri mevcuttur?

Üretim kalitesinde dört seramik PCB alt tabakası şunlardır: 24–28 W/m·K termal iletkenliğe sahip alümina (Al₂O₃), 170–200 W/m·K termal iletkenliğe sahip alüminyum nitrür (AlN), en yüksek kırılma tokluğuna sahip 80–90 W/m·K termal iletkenliğe sahip silisyum nitrür (Si₃N₄) ve eski yüksek güçlü uygulamalar için 250–300 W/m·K termal iletkenliğe sahip berilyum oksit (BeO). Alümina, en düşük maliyetle çoğu uygulamayı karşılar; AlN, termal iletkenliğin en önemli kısıtlama olduğu yüksek güçlü modüllere hizmet eder; Si₃N₄ ise termal döngü dayanıklılığı ve mekanik sağlamlığın en önemli olduğu yerlerde (örneğin SiC/GaN EV invertörlerinde) tercih edilir.

DBC, DPC ve AMB seramik baskılı devre kartları arasındaki fark nedir?

DBC, kontrollü bir oksidasyon işlemiyle yaklaşık 1,065 °C'de kalın bakırı (0.15–0.6 mm) seramiğe bağlar; alümina ve AlN üzerindeki yüksek akım güç modülleri için en iyisidir. DPC, püskürtme yoluyla ince bir bakır tohum tabakası biriktirir ve ardından hedef kalınlığa kadar kaplama yapar; ince hatlı devreler, LED'ler ve RF tasarımları için en iyisidir. AMB, aktif bir metal dolgu maddesi kullanarak 800–900 °C'de bakırı lehimler; Si₃N₄ alt tabakalar ve mümkün olan en güçlü bakır-seramik bağını ve aşırı termal döngü dayanıklılığını gerektiren her türlü uygulama için en iyisidir. Daha fazla bilgi için lütfen web sitemizi ziyaret edin. DBC işlem detayları Daha detaylı bir teknik karşılaştırma için.

Seramik baskılı devre kartlarının maliyeti, FR4'e kıyasla ne kadar?

Seramik PCB'ler, alt tabaka malzemesine, metalizasyon işlemine, kart boyutuna ve sipariş miktarına bağlı olarak, eşdeğer FR4 kartların maliyetinin genellikle 5-50 katı arasında değişmektedir. Alümina kalın film, en uygun fiyatlı seramik seçeneğidir. AlN ve Si₃N₄ AMB en yüksek fiyat farkına sahiptir. Kesin fiyatlandırma tamamen özel tasarımınıza bağlıdır; 10 mm × 10 mm alümina DPC LED alt montajı, 50 mm × 80 mm AlN DBC güç modülü alt tabakasından çok farklı maliyete sahiptir. Gerçek tasarımınıza göre doğru bir fiyat teklifi almak için Gerber dosyalarınızı gönderin. Seramik PCB fiyatlandırmasını etkileyen faktörler hakkında daha fazla bilgi için, sayfamıza bakın. seramik PCB maliyet analizi.

Seramik baskılı devre kartları çok katmanlı olabilir mi?

Evet. LTCC ve HTCC birlikte pişirme işlemleri, gömülü dirençler, kapasitörler, indüktörler ve dikey ara bağlantılar içeren 10'dan fazla katmanı destekler. DBC ve AMB alt tabakaları tipik olarak 1-2 iletken katmandan oluşur. DPC, alümina veya AlN alt tabakalarda kaplamalı deliklerle 2-4 katmanı destekler. Karmaşık çok katmanlı tasarımlar için, lütfen sayfamıza bakın. çok katmanlı seramik PCB yetenekleri.

Seramik PCB fiyat teklifi almak için hangi dosyalara ihtiyacım var?

Tüm katmanlar için eksiksiz Gerber dosyaları, seramik malzeme ve saflık derecesini, alt tabaka kalınlığını ve toleransını, metalizasyon yöntemini, bakır kalınlığını, yüzey işlemini, boyut toleranslarını, elektriksel test kriterlerini, miktarı ve hedef teslim tarihini belirten bir imalat çizimi. Anahtar teslim montaj için, malzeme listesi (BOM) ve yerleştirme dosyalarını ekleyin. Bu paketle, kalem kalem maliyet dökümü içeren bir fiyat teklifi sunuyoruz; fiyat, gerçek tasarımınıza bağlıdır ve incelemediğimiz bir Gerber seti için tahmini bir rakam vermeyeceğiz.