Keramische dunnefilm-PCB's versus dikkefilm-PCB's: de belangrijkste verschillen uitgelegd

Introductie

Het verschil tussen keramische dunnefilm-PCB's en dikkefilm-PCB's zit hem in de precisie versus de integratie. Met een keramische dunnefilm-PCB kunnen ultradunne circuits met spoorbreedtes tot 5 µm worden gemaakt. Daarentegen kunnen met een keramische dikkefilm- PCB weerstanden op het substraat worden geprint. Deze handleiding laat u zien hoe u het juiste productieproces voor uw project kiest.

Keramische film printplaten

Keramische substraten bieden een hoge thermische stabiliteit en worden vaak gebruikt waar FR-4 niet volstaat. Wanneer extreme hitte moet worden weerstaan, vertrouwt men op deze platen. Fabrikanten maken de basis van poeders zoals aluminiumoxide of aluminiumnitride, gemengd met organische bindmiddelen om een ​​solide structuur te vormen.

De keuze tussen dunne-film- en dikke-filmtechnologie bij het ontwerpen van printplaten hangt af van de specifieke eisen van uw project. Met de meest nauwkeurige dunne-filmmethoden kunnen ultradunne sporen met een breedte van 5 µm tot 20 µm worden geproduceerd. Door een dunne en een dikke film op een kaal keramisch substraat te vergelijken, kunt u de kosten, prestaties en circuitnauwkeurigheid optimaliseren.

Wat is een keramische dunnefilmprintplaat?

Een printplaat die is vervaardigd met behulp van metaalafzetting onder hoog vacuüm wordt een keramische dunnefilm-PCB genoemd. Deze printplaten worden gebruikt in de micro-elektronica, waar een ultrafijne spoorresolutie vereist is. De dunnefilm-afzettingsmethode voor keramische PCB's maakt gebruik van halfgeleiderfabricagetechnieken. Hierdoor worden zuivere metaallagen gecreëerd voordat nauwkeurig etsen het proces van de keramische dunnefilm-PCB voltooit.

Dunnefilm PCB-materiaalstapel

De materiaallaag van een dunnefilm keramische printplaat maakt gebruik van meerdere metaallagen voor een sterke hechting en hoge geleidbaarheid. Bij het ontwerpen van deze printplaten worden de volgende metalen op elkaar gestapeld.

• Titanium en chroom: Deze metalen vormen de hechtlaag die de printplaat stevig aan het substraat verbindt.
• Pt-Pd-Mo-W: De samengestelde edelmetaallegering dient als barrièrelaag om de thermische stabiliteit te verbeteren.
• Goud (au): De lage elektrische weerstand en hoge anti-oxidatie-eigenschappen maken goud tot de ideale verbindingskabel.
• Nikkel (Ni): Het gebruik van nikkelmetaal onder de goudlaag zorgt voor goede soldeerpunten.

Kenmerken van dunnefilm-PCB's

Een keramische dunnefilm-PCB biedt uitstekende elektrische prestaties en maakt een ultrafijne resolutie mogelijk. Deze voordelen van keramische dunnefilm-PCB's maken de technologie perfect voor veeleisende micro-elektronica.

• Nauwkeurige routeplanning: U kunt eenvoudig lijnbreedtes van minder dan 10 µm en regelbare spoordiktes tussen 0.5 µm en 10 µm realiseren.
• Superieure geleidbaarheid: Het gebruik van directe chemische binding resulteert in een lage oppervlakteruwheid en zeer uniforme metaallagen.
• Impedantiecontrole: Een minimale verliesfactor maakt een hoogfrequente keramische dunnefilm-PCB ideaal voor uw geavanceerde toepassingen. RF-apparaten.

Wat is een keramische dikke filmprintplaat?

Een keramische printplaat met dikke film is een kosteneffectieve oplossing die wordt gemaakt door geleidende en resistieve pasta's op een stijve keramische basis te zeefdrukken. Deze technologie wordt gebruikt voor efficiënte productie in grote volumes. Bij de zeefdruktechniek voor keramische printplaten met dikke film worden stroperige materialen door een nauwkeurig sjabloon aangebracht. Vervolgens wordt de printplaat bij relatief hoge temperaturen gesinterd om de circuits te stollen.

Dikke film PCB-materiaalstapel

Dikke keramische printplaten worden geproduceerd uit stroperige pasta's die door sinteren bij een hoge temperatuur stollen. Deze speciale materialen worden rechtstreeks op het stijve keramische substraat aangebracht.

• Metaalpasta's: Dit zijn legeringen van zilver, platina of goud die de printsporen en contactpunten vormen.
• Weerstandspasta's: Rutheniumdioxide (RuO₂)-pasta's zijn geïntegreerde weerstanden die later met een laser kunnen worden bijgesneden.
• Diëlektrische pasta's: Diëlektrische pasta's op basis van glaskeramische materialen zorgen voor een sterke hechting en vormen isolerende lagen voor het stapelen.
• Organische bindmiddelen: Organische bindmiddelen zijn additieven die de pasta's de nodige viscositeit geven en tijdens de droogfase bij lage temperatuur volledig verdampen.

Kenmerken van dikkefilm-PCB's

Keramische dikfilm-PCB's hebben verschillende voordelen, waaronder hun sterke mechanische eigenschappen en de mogelijkheid om passieve componenten te integreren. Deze methode wordt gekozen wanneer uw project geen extreem hoge circuitprecisie vereist.

• Componentintegratie: Je kunt weerstanden en condensatoren direct op de printplaat printen tijdens de componentintegratie.
• Spoordikte: Het zeefdrukproces produceert dikkere printsporen met een dikte van 10 µm tot 25 µm.
• Standaard resolutie: De fysieke beperkingen van het zeefdrukstencil beperken de minimale lijnbreedtes en -afstanden tot 100 µm tot 150 µm.
• Hoge duurzaamheid: De verbinding van glaskeramiek geeft circuits een uitstekende mechanische sterkte. De soortelijke weerstand van de printsporen is echter iets hoger dan bij puur metaal.

Keramische dunnefilm-PCB versus dikkefilm-PCB

De productiemethoden voor keramische dunnefilm-PCB's verschillen weliswaar van die voor dikkefilm-PCB's, maar ze bieden dezelfde voordelen. Je kunt kiezen voor vacuümdepositie voor nauwkeurigheid of zeefdrukken voor een kosteneffectieve oplossing. Beide technieken maken gebruik van een harde, voorgesinterde keramische drager. Door de verschillen te kennen, kun je je circuitontwerpen optimaliseren.

Overeenkomsten tussen keramische dunnefilm-PCB's en dikkefilm-PCB's

Beide technologieën maken gebruik van een stijf, voorgesinterd keramisch substraat, ondanks hun verschillende productieprocessen. U profiteert van dezelfde fundamentele voordelen, ongeacht het proces dat u kiest.

• Thermisch beheer: Beide materialen onttrekken effectief thermische energie aan actieve componenten. Bij PCBTok leveren onze DPC-dunnefilm-aluminiumoxidekeramieken een warmteoverdrachtscoëfficiënt van 20-24 W/mK, terwijl onze aluminiumnitride-printplaten een waarde van meer dan 170 W/mK behalen.
• Lage CTE: Ze sluiten mechanisch perfect aan op silicium, waardoor thermische spanning op het raakvlak tussen de componenten tot een minimum wordt beperkt.
• Dimensionale stabiliteit: De vorm en betrouwbaarheid van beide opties blijven behouden. Bovendien bieden ze een hoge tolerantie tegen zware thermische cycli en extreme procestemperaturen.

Verschillen tussen keramische dunnefilm-PCB's en dikkefilm-PCB's

Het verschil tussen dunnefilm- en dikkefilm-keramische printplaattechnologieën komt neer op de dikte, de productiemethoden en de uiteindelijke toepassingen. Dunnefilmtechnologie is geschikt voor precieze taken. Hoge stromen en spanningen worden beter beheerd door dikkefilmtechnologie. Beide methoden maken gebruik van betrouwbare keramische substraten voor uitstekende prestaties. Door ze te vergelijken, kunt u uw project optimaliseren.

Verschillen in filmdikte

De dikte van de printsporen op keramische printplaten (PCB's) verschilt aanzienlijk tussen dunne en dikke films. Bij dikkefilmcircuits is de dikte van de geleidende film doorgaans groter dan 10 μm om vermogen te kunnen geleiden. Dunnefilmgeleidende lagen zijn daarentegen meestal dunner dan 10 μm, met veel ontwerpen die zelfs dunner zijn dan 1 μm.

Verschillen in het productieproces

Bij de evaluatie van de productie van dikke-film- en dunne-film-PCB's komen twee totaal verschillende fabricageprocessen aan het licht. Dikke-film-circuits worden gemaakt met behulp van kosteneffectieve zeefdruktechnieken om stroperige pasta's op het substraat aan te brengen. De fabricage van dunne-film keramische PCB's daarentegen maakt gebruik van geavanceerde halfgeleidertechnieken. Hierbij worden vacuümverdamping, magnetron sputteren en nauwkeurige fotolithografie toegepast.

Toepassingsverschillen

Dunnefilm keramische printplaten worden voornamelijk gebruikt in micro-elektronica die hoge precisie vereist. Dankzij hun fijne lijnen en superieure hoogfrequente prestaties worden ze veelvuldig toegepast in geavanceerde RF- en microgolfapparaten. Dikkefilm keramische printplaten daarentegen worden gebruikt voor veeleisende toepassingen met hoge stroomsterkte. Deze duurzame printplaten zijn bestand tegen hoge spanningen en thermische belasting. Daarom worden dikkefilm printplaten vaak gebruikt in veeleisende autosystemen, vermogenselektronica en andere veeleisende ruimtevaarttoepassingen.

Vergelijking tussen keramische dunnefilm- en dikkefilm-PCB's

Een directe vergelijking laat het fundamentele verschil in mogelijkheden zien tussen dunnefilm- en dikkefilm-keramische printplaten. De onderstaande tabel vat de belangrijkste kenmerken van de verschillende productietechnologieën samen en kan u helpen de juiste te kiezen voor uw ontwerp en budget.

PCBTok: Dé totaalleverancier van keramische dunne- en dikfilm-PCB's

PCBTok is uw vertrouwde totaalleverancier voor de fabricage van keramische printplaten met dunne en dikke films. Als professionele totaalleverancier leveren wij op maat gemaakte keramische printplaatoplossingen die voldoen aan uw eisen op het gebied van precisie, vermogensdissipatie en kosten.

We beschikken over geavanceerde productiefaciliteiten om aan uiteenlopende, op maat gemaakte eisen te voldoen:

• Premium substraten: U kunt kiezen uit DPC-dunnefilm-aluminiumoxide (95 en 99 porselein) of robuuste aluminiumnitride (AlN)-platen.
• Hoge thermische geleidbaarheid: Bereik een rendement van 20 tot 24 W/mK met onze aluminiumoxideplaten of een indrukwekkend rendement van 170 tot 220 W/mK met onze AlN-substraten.
• Extreme precisie: Wij produceren moeiteloos lijnen met een minimale breedte en tussenruimte van 0.1/0.1 mm, en via's met een minimale diameter van 0.2 mm.
• Flexibele koperdikte: Selecteer koperen geleiders met een dikte variërend van 10 µm tot en met 300 µm.
• Geavanceerde oppervlakteafwerkingen: Bescherm uw printplaten met immersiezilver, immersiegoud, nikkel-palladium of antioxidant OSP.
• Snelle productiecycli: U ontvangt uw functionele prototypes al binnen 12 dagen, waarna de massaproductie binnen 15 tot 20 dagen is afgerond.

Stuur ons vandaag nog uw Gerber-bestanden en productiespecificaties voor een snelle offerte en om direct met de productie te beginnen!

Veelgestelde vragen

Wat zijn de voordelen van het gebruik van filmtechnologie?

Met filmtechnologie kun je geleidende paden rechtstreeks op keramiek aanbrengen zonder organische lijm te gebruiken. Dit resulteert in een zeer stabiele printplaat voor elektronica die bestand is tegen extreme temperaturen. Je krijgt een printplaat die veel robuuster en betrouwbaarder is dan printplaten van glasvezellaminaat.

Waarom kiezen voor keramiek als substraat voor printplaten met folie?

Keramische substraten bieden een uitstekende elektrische isolatie en thermische geleidbaarheid. In feite krijgt u een printplaat die functioneert als een ingebouwde koelplaat. Onze printplaat van aluminiumnitridekeramiek heeft bijvoorbeeld een thermische geleidbaarheid van meer dan 170 W/mK, waardoor deze perfect is voor uw krachtige chips.

Zijn dunnefilm-PCB's duurder dan dikkefilm-PCB's?

Ja, de productie van dunnefilmprintplaten is duurder omdat er kostbare vacuümsystemen en cleanrooms voor nodig zijn. Bij de productie van dikkefilmprintplaten worden daarentegen eenvoudigere zeefdrukpersen en standaardovens gebruikt. Als we de kosten van dunnefilm- versus dikkefilmprintplaten vergelijken, zijn dikkefilmprintplaten duidelijk de budgetvriendelijkere optie.

Kunnen passieve componenten rechtstreeks in keramische dunne-film- en dikke-film-PCB's worden geïntegreerd?

Ja, je kunt passieve componenten rechtstreeks op de printplaat monteren. Om de prestaties te maximaliseren en ruimte te besparen, printen of sputteren fabrikanten weerstanden direct op het substraat. Een dikke keramische printplaat staat hier vooral bekend om, omdat deze helpt om je uiteindelijke apparaat veel compacter te maken.

Welke materialen worden doorgaans gebruikt voor metallisatie?

De materialen voor keramische printplaten met dikke versus dunne metaallagen verschillen op basis van het productieproces. Voor dunne-filmcircuits wordt goud, koper, titanium of chroom gebruikt dat via sputteren is aangebracht. Voor dikke-filmcircuits worden geleidende pasta's van zilver, goud of palladiumzilver gebruikt. De keuze heeft direct invloed op de geleidbaarheid en de kosten van de printplaat.

Kunnen dikke keramische printplaten worden gebruikt in miniatuurapparaten?

Ja, dikke filmprintplaten helpen bij het miniaturiseren van vermogensmodules omdat je weerstanden op het keramiek kunt zeefdrukken. Er is geen behoefte aan een omvangrijk, apart component. Als uw miniatuurapparaat echter een zeer hoge routingdichtheid vereist, is de fabricage van dunne keramische printplaten de voorkeurswijze.

Waarom zijn dikke keramische printplaten ideaal voor omstandigheden met hoge temperaturen?

Deze keramische printplaten bieden een superieure warmtegeleiding, zelfs bij extreme hitte. Of u nu kiest voor een dunne of dikke keramische laag, uw printplaat blijft koel. Keramiek behoudt zijn structurele integriteit bij hoge temperaturen, waar een standaard kunststofpolymeer zou smelten of verbranden.

Conclusie

Bij de keuze tussen een keramische dunnefilm-PCB en een dikkefilm-PCB ligt de uitdaging in de precisie en integratie van de componenten. Beide fabricagetechnologieën bieden uitstekende thermische prestaties voor uw elektronica. Het zeefdrukproces heeft geresulteerd in dikkere printsporen van 10 µm tot 25 µm. Aan de andere kant maakt het dikkefilmproces het mogelijk om weerstanden rechtstreeks op het substraat te printen, wat meer geschikt is voor vermogenscomponenten.