{"id":4278,"date":"2026-09-17T14:33:25","date_gmt":"2026-09-17T06:33:25","guid":{"rendered":"https:\/\/1717.webi.svipwebs.com\/?post_type=products&p=4278"},"modified":"2026-09-17T14:37:33","modified_gmt":"2026-09-17T06:37:33","slug":"al-pcb-2","status":"publish","type":"products","link":"https:\/\/1717.webi.svipwebs.com\/de_de\/products\/al-pcb-2\/","title":{"rendered":"AL PCB"},"content":{"rendered":"
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Aluminiumnitrid (AlN)-Keramik ist ein hochleistungsf\u00e4higer Keramikwerkstoff mit gro\u00dfer Bandl\u00fccke, der in gro\u00dfem Umfang in der Halbleiterverpackung und in W\u00e4rmemanagementsystemen f\u00fcr hohe Leistungen eingesetzt wird. Im Gegensatz zu herk\u00f6mmlichen Aluminiumoxidkeramiken und Substraten mit Aluminiumkern vereint Aluminiumnitrid-Keramik eine extrem hohe W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit, eine an Silizium angepasste W\u00e4rmeausdehnung und hervorragende elektrische Isolation. Ihre stabilen, reproduzierbaren Materialparameter sind der Hauptgrund, warum Entwickler hochtemperaturbest\u00e4ndige Aluminiumnitrid-Keramik f\u00fcr hochzuverl\u00e4ssige Leistungselektronik und pr\u00e4zise optoelektronische Bauelemente bevorzugen.<\/div>\n
Zur Verdeutlichung der standardisierten industriellen Spezifikationen fasst die nachstehende Tabelle die verifizierten Kernparameter g\u00e4ngiger AlN-Substrate in Handelsqualit\u00e4t zusammen. Alle Werte basieren auf industriellen Pr\u00fcfstandards bei Raumtemperatur und umfassen thermische, elektrische, mechanische und physikalische Eigenschaften, die als direkte Orientierungshilfe f\u00fcr die Auswahl des AlN-Substratmaterials f\u00fcr Leiterplatten sowie f\u00fcr die strukturelle Auslegung dienen.<\/div>\n
\n\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
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Parameterkategorie<\/div>\n<\/th>\n
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Technischer Punkt<\/div>\n<\/th>\n
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Typischer industrieller Wert<\/div>\n<\/th>\n
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Testbedingung<\/div>\n<\/th>\n
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Einheit<\/div>\n<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
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Thermische Eigenschaften<\/div>\n<\/td>\n
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W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit<\/div>\n<\/td>\n
\n
170\u2013200<\/div>\n<\/td>\n
\n
25 \u00b0C Raumtemperatur<\/div>\n<\/td>\n
\n
W\/m\u00b7K<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
W\u00e4rmeausdehnungskoeffizient (CTE)<\/div>\n<\/td>\n
\n
4.5\u20135.5<\/div>\n<\/td>\n
\n
RT~400 \u00b0C<\/div>\n<\/td>\n
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ppm\/\u00b0C<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
Spezifische W\u00e4rmekapazit\u00e4t<\/div>\n<\/td>\n
\n
740<\/div>\n<\/td>\n
\n
25 \u00b0C<\/div>\n<\/td>\n
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J\/kg\u00b7K<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
Elektrische Eigenschaften<\/div>\n<\/td>\n
\n
Dielektrizit\u00e4tskonstante (Dk)<\/div>\n<\/td>\n
\n
8.5\u20138.8<\/div>\n<\/td>\n
\n
1 MHz\u20132 GHz<\/div>\n<\/td>\n
\n
\u2013<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
Dielektrischer Verlustfaktor<\/div>\n<\/td>\n
\n
0.0001\u20130.001<\/div>\n<\/td>\n
\n
1 MHz<\/div>\n<\/td>\n
\n
\u2013<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
Volumenwiderstand<\/div>\n<\/td>\n
\n
\u226510\u00b9\u2074<\/div>\n<\/td>\n
\n
25 \u00b0C<\/div>\n<\/td>\n
\n
\u03a9\u00b7cm<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
Mechanische Eigenschaften<\/div>\n<\/td>\n
\n
Biegefestigkeit<\/div>\n<\/td>\n
\n
350\u2013450<\/div>\n<\/td>\n
\n
3-Punkt-Biegeversuch<\/div>\n<\/td>\n
\n
MPa<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
Elastizit\u00e4tsmodul<\/div>\n<\/td>\n
\n
320<\/div>\n<\/td>\n
\n
Standard-Industrietest<\/div>\n<\/td>\n
\n
GPa<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
Vickers-H\u00e4rte<\/div>\n<\/td>\n
\n
\u226510<\/div>\n<\/td>\n
\n
4,9 N Belastung<\/div>\n<\/td>\n
\n
GPa<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
Physikalische Eigenschaft<\/div>\n<\/td>\n
\n
Dichte<\/div>\n<\/td>\n
\n
\u22653,2<\/div>\n<\/td>\n
\n
Raumtemperatur<\/div>\n<\/td>\n
\n
g\/cm\u00b3<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n
Die Parameteranpassung hat direkten Einfluss auf die Leistungsf\u00e4higkeit in der Praxis. Der folgende intuitive Vergleich verdeutlicht die wesentlichen Leistungsunterschiede zwischen Aluminiumnitrid mit hoher W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit und g\u00e4ngigen konkurrierenden Keramiksubstraten und erkl\u00e4rt, warum AlN in Hochleistungs-Pr\u00e4zisionsgeh\u00e4usen dominiert.<\/div>\n
\n\n\n\n\n\n<\/colgroup>\n\n\n\n\n\n\n
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Materialart<\/div>\n<\/th>\n
\n
W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit (W\/m\u00b7K)<\/div>\n<\/th>\n
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CTE (ppm\/\u2103)<\/div>\n<\/th>\n
\n
Umfassende Anwendungsvorteile<\/div>\n<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
\n
Aluminiumnitrid (AlN)<\/div>\n<\/td>\n
\n
170\u2013200<\/div>\n<\/td>\n
\n
4.5\u20135.5<\/div>\n<\/td>\n
\n
Optimales Verh\u00e4ltnis zwischen W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit und CTE, ideal f\u00fcr die Verpackung von Hochleistungshalbleitern<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
Aluminiumoxidkeramik<\/div>\n<\/td>\n
\n
25\u201335<\/div>\n<\/td>\n
\n
6.5\u20137.5<\/div>\n<\/td>\n
\n
G\u00fcnstig, schlechte W\u00e4rmeableitung, nur f\u00fcr Schaltungen mit geringem Stromverbrauch geeignet<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
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Siliziumkarbid<\/div>\n<\/td>\n
\n
300\u2013350<\/div>\n<\/td>\n
\n
2.5\u20133.5<\/div>\n<\/td>\n
\n
Extrem hohe W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit, schlechte Isolierung, hohe Herstellungskosten<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n
Die thermische Leistung ist der wettbewerbsf\u00e4higste technische Indikator von AlN. Seine W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit von 170\u2013200 W\/m\u00b7K ist fast sechsmal h\u00f6her als die von gew\u00f6hnlicher Aluminiumoxidkeramik. Dieser Unterschied wird in Szenarien mit Dauerbetrieb unter hoher Belastung entscheidend. In der Praxis wurden bei einem Projekt f\u00fcr IGBT-Leistungsmodule in Fahrzeugen mit alternativen Antrieben urspr\u00fcnglich Aluminiumoxid-Substrate verwendet. Bei langfristigem Betrieb unter Nennlast kam es aufgrund anhaltender W\u00e4rmeakkumulation zu einem \u00dcberschreiten der Sperrschichttemperatur und h\u00e4ufigen Leistungsabsenkungen. Nach der Umstellung auf ein Aluminiumnitrid-Substrat verbesserte sich die Gesamtw\u00e4rmeableitungseffizienz des Moduls um mehr als 40%, und die Langzeitbetriebstemperatur stabilisierte sich innerhalb eines sicheren Bereichs, wodurch die durch \u00dcberhitzung verursachte Leistungsminderung vollst\u00e4ndig behoben wurde.<\/div>\n
Der niedrige W\u00e4rmeausdehnungskoeffizient ist ein weiterer entscheidender Vorteil f\u00fcr die Zuverl\u00e4ssigkeit hochpr\u00e4ziser Geh\u00e4use. Der CTE-Wert von AlN von 4,5\u20135,5 ppm\/\u2103 entspricht weitgehend dem von Silizium-Chipmaterialien. Herk\u00f6mmliche Keramiksubstrate mit gr\u00f6\u00dferen CTE-Unterschieden erzeugen bei Temperaturwechselbeanspruchungen deutliche thermische Spannungen, was leicht zu Rissen in den L\u00f6tstellen und zur Abl\u00f6sung von Schichten f\u00fchren kann. Ein praktischer Anwendungsfall bei der Verpackung eines 5G-HF-Kommunikationschips best\u00e4tigte diesen Vorteil. Das Projekt nutzte eine Flip-Chip-Verpackung mit extrem feinem Pitch, die nach wiederholten Kalt- und Hei\u00dfschocktests eine hohe thermische Stabilit\u00e4t erforderte. AlN-Substrate wiesen nach 1.000 Zyklen Temperaturwechselpr\u00fcfungen keinerlei L\u00f6tstellenausf\u00e4lle auf, w\u00e4hrend Proben mit Aluminiumoxid-Substraten eine Mikroriss-Ausfallrate von 81 TP3T aufwiesen, was die \u00fcberlegene strukturelle Anpassungsf\u00e4higkeit von AlN eindeutig belegt.<\/div>\n
Stabile elektrische Parameter gew\u00e4hrleisten die Betriebssicherheit von leistungselektronischen Ger\u00e4ten im Hochfrequenz- und Hochspannungsbereich. Hochreine AlN-Keramik weist \u00fcber weite Frequenz- und Temperaturbereiche hinweg einen extrem hohen spezifischen Volumenwiderstand und geringe dielektrische Verluste auf. Selbst bei langfristigem Hochspannungsbetrieb treten weder Leckstr\u00f6me noch Signalverzerrungen auf. Bei industriellen Hochfrequenz-Wechselrichtermodulen entscheiden sich viele Hersteller f\u00fcr AlN-Substrate als Ersatz f\u00fcr herk\u00f6mmliche Isoliermaterialien. Die stabile Dielektrizit\u00e4tskonstante unterdr\u00fcckt Hochfrequenz-Signalst\u00f6rungen wirksam und gew\u00e4hrleistet eine pr\u00e4zise und konsistente Signal\u00fcbertragung in Hochleistungs-Steuerschaltungen.<\/div>\n
Dank zuverl\u00e4ssiger mechanischer und umwelttechnischer Eigenschaften eignen sich AlN-Substrate f\u00fcr raue industrielle Einsatzbedingungen. Mit einer Biegefestigkeit von bis zu 450 MPa und einer hervorragenden H\u00e4rte behalten sie auch nach D\u00fcnnungs- und Miniaturisierungsverfahren ihre vollst\u00e4ndige strukturelle Stabilit\u00e4t bei. Es zeichnet sich durch eine Wasseraufnahme von nahezu Null und eine hohe chemische Korrosionsbest\u00e4ndigkeit aus und arbeitet stabil im Temperaturbereich von -50 \u2103 bis 250 \u2103. In Projekten f\u00fcr Pr\u00e4zisionsstromversorgungsanlagen in der Luft- und Raumfahrt dient hochtemperaturbest\u00e4ndige Aluminiumnitrid-Keramik als zentrales Substrat f\u00fcr die W\u00e4rmeableitung und Isolierung. Es widersteht zuverl\u00e4ssig extremen Temperaturschwankungen und komplexen atmosph\u00e4rischen Umgebungen und erf\u00fcllt damit die Anforderungen an eine lange Lebensdauer und hohe Zuverl\u00e4ssigkeit, die f\u00fcr die Konstruktion von Luft- und Raumfahrtger\u00e4ten gelten.<\/div>\n
Zusammenfassend l\u00e4sst sich sagen, dass die umfassenden Vorteile von Aluminiumnitrid in Bezug auf seine Eigenschaften die Leistungsl\u00fccken herk\u00f6mmlicher Keramiksubstrate schlie\u00dfen. Dank seiner ausgewogenen W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit, der angepassten W\u00e4rmeausdehnung, der elektrischen Isolierung und der mechanischen Stabilit\u00e4t ist das PCB-Substrat aus Aluminiumnitrid die optimale Materialwahl f\u00fcr Leistungselektronik im Bereich der neuen Energien, f\u00fcr die 5G-Hochfrequenzkommunikation, f\u00fcr Pr\u00e4zisionsgeh\u00e4use in der Luft- und Raumfahrt sowie f\u00fcr optoelektronische Hochleistungsbauelemente.<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n
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Aluminum Nitride (AlN) ceramic is a high-performance wide-bandgap ceramic compound widely used in semiconductor packaging and high-power thermal management systems. Unlike conventional alumina ceramic and aluminum core substrates, Aluminum Nitride ceramic material integrates ultra-high thermal conductivity, silicon-matched thermal expansion and superior electrical insulation. Its stable, repeatable material parameters are the core reason why designers prioritize […]<\/p>\n","protected":false},"featured_media":4279,"parent":0,"menu_order":0,"template":"","tags":[526],"product":[491],"class_list":["post-4278","products","type-products","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","tag-al-pcb","product-ceramic-pcb"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/1717.webi.svipwebs.com\/de_de\/wp-json\/wp\/v2\/products\/4278","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/1717.webi.svipwebs.com\/de_de\/wp-json\/wp\/v2\/products"}],"about":[{"href":"https:\/\/1717.webi.svipwebs.com\/de_de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/products"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/1717.webi.svipwebs.com\/de_de\/wp-json\/wp\/v2\/products\/4278\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":4281,"href":"https:\/\/1717.webi.svipwebs.com\/de_de\/wp-json\/wp\/v2\/products\/4278\/revisions\/4281"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/1717.webi.svipwebs.com\/de_de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/4279"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/1717.webi.svipwebs.com\/de_de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4278"}],"wp:term":[{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/1717.webi.svipwebs.com\/de_de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=4278"},{"taxonomy":"product","embeddable":true,"href":"https:\/\/1717.webi.svipwebs.com\/de_de\/wp-json\/wp\/v2\/product?post=4278"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}