Keramische Leiterplatten verstehen: Grundlegende Unterschiede zu herkömmlichen Leiterplatten
Leiterplatten sind ein grundlegender Bestandteil der modernen Elektronik und werden in einer Vielzahl von Geräten wie Smartphones, Computern, medizinischen Geräten und vielem mehr verwendet. Traditionell waren Leiterplatten (PCBs) der Standard bei der Entwicklung elektronischer Geräte. Keramik-Leiterplatten werden jedoch schnell zu einer attraktiven und immer beliebter werdenden Alternative zu herkömmlichen Leiterplatten, wenn es um das Design von Elektronik geht. Aber was ist eine Keramik-Leiterplatte und was unterscheidet sie von Ihrer herkömmlichen Leiterplatte?
Um keramische Leiterplatten zu verstehen, müssen wir zunächst verstehen, was Leiterplatten sind und wie sie in elektronischen Geräten funktionieren. Leiterplatten sind eine Plattform für die Montage und Verbindung elektronischer Komponenten. Sie bestehen aus einer leitenden Metallschicht (normalerweise Kupfer), die auf ein nicht leitendes Substrat (normalerweise glasfaserverstärktes Epoxidharz) geätzt ist. Die Leiter sind sorgfältig angeordnet, um eine effiziente Stromversorgung und den Gesamtbetrieb des elektronischen Geräts zu gewährleisten. Die Dicke der PCB-Schichten kann je nach Gerätegröße und Anzahl der Komponenten variieren.
Keramische Leiterplatten hingegen bestehen aus einem Keramiksubstrat, meist Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid, für eine miteinander verbundene Metallschicht. Das Keramikmaterial überzeugt im Elektronikdesign aufgrund seiner außergewöhnlichen thermischen Eigenschaften, seines stabilen dielektrischen Verlusts und seiner hohen mechanischen Festigkeit. Diese Eigenschaften machen es ideal für Anwendungen, bei denen Hochfrequenzschaltungen, hohe Wattleistungen oder sogar Hochtemperatur-Elektronikkomponenten benötigt werden. Ein Beispiel hierfür ist die LED-Beleuchtung, wo die hohe Wärmeleitfähigkeit von Keramik-Leiterplatten als hervorragendes Kühlmittel dient.
Leiterplatten sind für verschiedene Probleme bekannt, wie zum Beispiel thermische Belastung, Kondensatorplage und elektromagnetische Interferenzen (EMI). Da Keramikplatten eine höhere Wärmeleitfähigkeit als herkömmliche Leiterplatten haben, sind sie weniger anfällig für Probleme aufgrund von thermischer Belastung. Die geätzte Metallschaltung auf der Keramik-Leiterplatte ist außerdem weniger anfällig für Korrosion, da Keramikplatten korrosionsbeständiger sind als andere Leiterplatten. Eine Keramikplatine bietet außerdem eine hervorragende elektrische Isolierung und ist daher ideal für Hochstrom- und Hochspannungsschaltkreise. Keramische Leiterplatten verfügen außerdem über eine versiegelte Oberfläche, die eine Schutzschicht gegen elektromagnetische Störungen bildet.
Aluminium-Leiterplatten sind die am häufigsten verwendete Art von Keramik-Leiterplatten. Sie haben eine zwei- bis dreimal höhere Wärmeleitfähigkeit als herkömmliche Leiterplatten und eine hohe mechanische Festigkeit. Aufgrund ihrer starken mechanischen Festigkeit können Keramik-Leiterplatten den Strapazen des Herstellungsprozesses und den hohen Temperaturanforderungen schnell standhalten. Bei elektronischen Geräten werden Aluminium-Leiterplatten häufig in Netzteilen, LED-Beleuchtungen und Radios verwendet.
Fazit:
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die grundlegenden Unterschiede zwischen herkömmlichen Leiterplatten und Keramik-Leiterplatten in den verwendeten Grundmaterialien liegen. Das Keramiksubstrat verleiht keramischen Leiterplatten eine höhere Wärmeleitfähigkeit, eine hohe mechanische Festigkeit und eine stabilere dielektrische Verlustrate. Diese Eigenschaften machen Keramik-Leiterplatten ideal für Hochfrequenzanwendungen, Elektronikkomponenten mit hoher Wattzahl und Hochtemperaturschaltkreise wie LED-Beleuchtung und Netzteile. Laienhaft ausgedrückt: Wenn Sie es mit elektronischen Geräten zu tun haben, die viel Wärme erzeugen oder eine hohe Spannung benötigen, ist eine Keramikplatine die bessere Wahl als eine herkömmliche Platine. Die Vielseitigkeit und Funktionalität von Keramik-Leiterplatten machen sie immer beliebter und ideal für die ständig wachsenden elektronischen Entwicklungen.
