Keramik-Leiterplatten gehören zu den leistungsfähigsten Substraten der modernen Elektronikfertigung. Während konventionelle FR4-Leiterplatten bei Betriebstemperaturen über 130°C und Wärmeleitfähigkeiten von nur 0,3 W/mK an ihre Grenzen stoßen, bieten keramische Substrate wie Aluminiumoxid (Al₂O₃) und Aluminiumnitrid (AlN) eine thermische Performance, die um den Faktor 50 bis 700 höher liegt. Bei WellPCB fertigen wir Keramik-Leiterplatten für Kunden in Deutschland, Österreich und der Schweiz – von IGBT-Modulen für die Leistungselektronik über Hochfrequenz-Substrate für Radar und 5G bis zu hermetisch dichten Baugruppen für die Luft- und Raumfahrt. Unsere Fertigungstechnologien umfassen Direct Bonded Copper (DBC), Direct Plated Copper (DPC) und Low-Temperature Co-fired Ceramics (LTCC) – damit decken wir das gesamte Spektrum keramischer Leiterplattentechnologie ab. Als Ihr EMS-Partner mit über 15 Jahren Erfahrung verstehen wir die besonderen Anforderungen an keramische Substrate: präzise Laserstrukturierung, kontrollierte Kupferbondung bei über 1.000°C, und die anspruchsvolle Qualitätskontrolle mittels Ultraschall- und Röntgenprüfung. Ob Sie einen Prototypen für die Designvalidierung benötigen oder eine Serienfertigung für Ihre IGBT-Module planen – wir realisieren Ihr Projekt mit der Qualität, die Ihre Hochleistungsanwendung erfordert.
Leistungsmerkmale
Warum WellPCB für Keramik Leiterplatten?
WellPCB ist Ihr Spezialist für Keramik-Leiterplatten im DACH-Raum. Unsere Fertigung beherrscht alle drei führenden Keramik-PCB-Technologien: DBC (Direct Bonded Copper) für Hochstrom-Leistungsmodule mit Kupferstärken bis 0,3 mm, DPC (Direct Plated Copper) für feinste Leiterbahnstrukturen ab 50 µm in der Hochfrequenztechnik, und LTCC (Low-Temperature Co-fired Ceramics) für Multilayer-Keramikmodule mit integrierten passiven Bauteilen. Jede Keramik-Leiterplatte durchläuft eine 100%-ige Qualitätsprüfung: Ultraschall-Scanning zur Erkennung von Delaminationen, Röntgeninspektion der Kupfer-Keramik-Grenzfläche, und thermische Zyklusbelastungstests nach Kundenspezifikation. Unsere ISO 9001, IATF 16949 und UL-Zertifizierungen garantieren die Einhaltung höchster Qualitätsstandards. Der kostenlose DFM-Check analysiert Ihr Design vor Produktionsstart und empfiehlt bei Bedarf die optimale Keramiktechnologie für Ihre spezifische Anwendung – ob Al₂O₃ für kostenoptimierte Standardanwendungen oder AlN für extreme thermische Anforderungen.
Unser Prozess
Die Fertigung von Keramik-Leiterplatten erfordert spezialisierte Hochtemperaturprozesse, die sich fundamental von der konventionellen PCB-Produktion unterscheiden. Beim DBC-Verfahren (Direct Bonded Copper) wird eine Kupferfolie bei Temperaturen über 1.065°C direkt auf das Keramiksubstrat gebondet – es entsteht eine Kupferoxid-Eutektikum-Verbindung mit hervorragender thermischer und mechanischer Festigkeit. Die anschließende Strukturierung erfolgt durch fotolithografische Bildgebung und Ätzen, wobei die Kupferstärken von 0,1 bis 0,3 mm besondere Ätzparameter erfordern. Beim DPC-Verfahren (Direct Plated Copper) wird zunächst per Vakuum-Sputtern eine Haftschicht (Titan/Kupfer) auf die Keramik aufgebracht. Anschließend wird Kupfer galvanisch auf die gewünschte Stärke aufgebaut. Dieses Verfahren ermöglicht deutlich feinere Strukturen als DBC und eignet sich besonders für Hochfrequenzanwendungen. Die LTCC-Technologie (Low-Temperature Co-fired Ceramics) erlaubt den Aufbau komplexer Multilayer-Keramikmodule: Mehrere Keramikfolien mit eingebrannten Leiterbahnen und Durchkontaktierungen werden bei ca. 850°C gemeinsam gesintert. Die finale Qualitätskontrolle umfasst Ultraschall-Scanning (C-SAM) zur Prüfung der Bondqualität, elektrische Prüfung, Maßkontrolle und bei Bedarf thermische Zyklustests.
Produktgalerie
Anwendungsbereiche
Unser Qualitätsversprechen
Bei WellPCB setzen wir auf kompromisslose Qualität. Unsere Fertigung erfolgt strikt nach IPC-Standards. Durch unser durchgängiges ERP-System gewährleisten wir volle Rückverfolgbarkeit (Traceability) bis auf Bauteilebene.
Häufige Fragen
Was ist der Unterschied zwischen Keramik-PCB und Metallkern-PCB (MCPCB)?
Metallkern-PCBs verwenden einen Aluminiumkern mit dielektrischer Isolationsschicht (Wärmeleitfähigkeit 1–3 W/mK). Keramik-PCBs nutzen Aluminiumoxid (24 W/mK) oder Aluminiumnitrid (170–220 W/mK) als Substrat – ohne zusätzliche Isolationsschicht. Keramik bietet damit eine um den Faktor 8–70 höhere Wärmeableitung und eine deutlich höhere Durchschlagfestigkeit (>15 kV/mm).
Wann sollte ich Keramik-PCB statt FR4 verwenden?
Keramik-Leiterplatten sind die richtige Wahl bei: Betriebstemperaturen über 150°C, hohen Wärmeabfuhr-Anforderungen (>3 W/mK), Hochspannungsisolation (>5 kV), Hochfrequenzanwendungen mit niedrigem Verlustfaktor, hermetischer Dichtigkeit für Harsh Environments, und minimalem CTE-Mismatch zu Silizium-Halbleitern.
Welche Keramik-Technologie ist die richtige: DBC, DPC oder LTCC?
DBC (Direct Bonded Copper) eignet sich für Hochstrom-Leistungsmodule mit dicken Kupferschichten. DPC (Direct Plated Copper) bietet feinste Leiterbahnstrukturen ab 50 µm für HF-Anwendungen. LTCC (Low-Temperature Co-fired Ceramics) ermöglicht Multilayer-Aufbauten mit eingebetteten passiven Bauteilen. Unser Ingenieurteam berät Sie kostenlos zur optimalen Technologie für Ihre Anwendung.
Wie teuer sind Keramik-Leiterplatten im Vergleich zu FR4?
Keramik-PCBs sind deutlich teurer als FR4 – typischerweise Faktor 5–15 je nach Material und Technologie. Aluminiumoxid (Al₂O₃) ist die kosteneffizientere Option, Aluminiumnitrid (AlN) aufgrund des aufwändigeren Herstellungsprozesses teurer. Jedoch amortisieren sich die Mehrkosten oft durch reduzierte Kühlsysteme, höhere Zuverlässigkeit und längere Lebensdauer. Senden Sie uns Ihr Design für ein kostenloses Angebot.
Können Keramik-PCBs bestückt werden?
Ja, SMD-Bestückung ist auf Keramik-Substraten möglich und verbreitet. Besondere Aufmerksamkeit erfordern: angepasste Lötprofile wegen des unterschiedlichen Wärmeleitverhaltens, geeignete Lotpasten für die jeweilige Oberflächenveredelung, und mechanische Spannungsminimierung beim Bestückungsprozess. WellPCB bietet Keramik-PCB-Fertigung und SMD-Bestückung aus einer Hand.
Welche Substratgrößen und -dicken sind verfügbar?
Standard-Substratgrößen bis 190 × 140 mm, kundenspezifische Formate auf Anfrage. Substratdicken: Al₂O₃ von 0,25 mm bis 2,0 mm, AlN von 0,32 mm bis 1,0 mm. Für größere Module werden mehrere Substrate auf einem Basisträger montiert. Wir beraten Sie zur optimalen Substratgröße für Ihr Design.
Wie werden Keramik-PCBs auf Qualität geprüft?
Unsere Qualitätskontrolle umfasst: Ultraschall-Scanning (C-SAM) zur Prüfung der Kupfer-Keramik-Bondqualität, Röntgeninspektion für verdeckte Strukturen, 100% elektrische Prüfung (Durchgang und Isolation), Maßkontrolle mit 3D-Messsystemen, und bei Bedarf thermische Zyklustests (-55°C bis +150°C, bis zu 1.000 Zyklen). Alle Prüfergebnisse werden dokumentiert und sind rückverfolgbar.
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Weitere Leistungen
- PCB Fertigung
- PCB Bestückung
- Express Prototypen
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- Flexible Leiterplatten
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- Kabelkonfektionierung
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