In der PCB-Industrie (Printed Circuit Board) bezieht sich „Keramiksubstrat“ normalerweise auf ein fertiges Substrat, das bereits metallisiert wurde (z. B. DPC, DBC), nicht auf die ursprüngliche Keramikplatte. Die gängigen Keramiksubstrate sind vier Typen: Aluminiumoxid (Al₂O₃), Aluminiumnitrid (AlN), bei niedriger Temperatur co-gebrannte Keramik (LTCC) und bei hoher Temperatur co-gebrannte Keramik (HTCC).
Aufgrund ihrer Materialeigenschaften eignen sie sich für verschiedene Branchenszenarien wie folgt:
1. Hochleistungs-LEDs und Optoelektronik
· Materialien: Al₂O₃ (Allzweck), AlN (High-End)
· Grund: Mit jedem Anstieg der Sperrschichttemperatur eines LED-Chips um 10 Grad halbiert sich dessen Lebensdauer. AlN-Substrate können Wärme schnell ableiten und so die Lichtausbeute und Zuverlässigkeit verbessern.
· Typische Struktur: DPC- (Direct Copper Platated) oder AMB-Metallisierungsverfahren (Active Metal Brazing).
2. 5G/6G RF- und Millimeterwellen-Module-
Materialien: LTCC (Mainstream), AlN (Wärmemanagement des Leistungsverstärkers)
Gründe: LTCC hat eine niedrige und stabile Dielektrizitätskonstante, was zu einem geringen Signalverlust führt; Es ermöglicht dreidimensionale eingebettete Induktoren/Kondensatoren und reduziert so die Modulgröße.
Typische Produkte: HF-Frontend (FEM) für Mobiltelefone, T/R-Komponenten für Basisstationen, Automobilradar.
3. Advanced Packaging und SiP (System-in-Paket)
Materialien: LTCC, HTCC, AlN
Gründe: LTCC unterstützt mehrschichtige Verkabelung mit hoher-Dichte; HTCC verfügt über eine gute Hermetik und schützt empfindliche Chips wie MEMS/Quarzoszillatoren.
Verpackungsformen: LGA, QFN, Keramik-BGA.
4. Leistungshalbleitermodule (IGBT, SiC, GaN)
Materialien: AlN (bevorzugt), Al₂O₃ (kostengünstige Lösung)
Metallisierungsprozesse: DBC, AMB
Funktion: Dient als isolierendes und wärmeableitendes Substrat, verbindet den Chip und den Kühlkörper und hält hoher Spannung und hohem Strom stand.
5. Hoch-Zuverlässige Industrie-/Automobilelektronik
Materialien: Al₂O₃, HTCC
Anwendungen: Automotive-ECU-Sensorsubstrate; industrielle Leistungssteuerplatinen; Kommunikationsmodul für die Luft- und Raumfahrt
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