Wafer und Substrate aus Keramik, Glas und Silizium

Keramik, Glas, Silizium – aus diesen hart-spröden Materialien in Form von Wafern oder Platten fertigen wir filigrane Präzisionsbauteile wie kundenspezifische Nutzensubstrate, Formteile, Abstandshalter, Gehäuse und vieles mehr. Im Rahmen der Mikrosystemtechnik und Hybridelektronik dienen sogenannte Dickschicht- oder Dünnfilmsubstrate als Schaltungsträger für elektronische Bauelemente wie Widerstände oder integrierte Schaltkreise (IC). Ähnlich wie bei Kunststoffleiterplatten aus FR3- oder FR4-Material kann das Substrat in Mehrlagentechnik hergestellt beziehungsweise die einzelnen Leiterbahnen mehrlagig gedruckt werden. Für Wafer entweder aus mono- oder polykristallinem Silizium als Rohlinge aus der Halbleiter- oder Optikindustrie oder Panels aus Hochleistungskeramik und technischen Gläsern bieten wir nicht nur die Laserbearbeitung sondern ebenso das mechanische Trennschleifen (dicing) an.

Eine Auswahl unserer Keramiken

  • Aluminiumoxid (Al2O3)
    Artikelbeispiele

    A476T
    AD96R
    Keral96
    Rubalit 708S
    Rubalit HP
    A493
    ADS998
    Keral99
    Keralpor99
    PlasmaPure
    Rubalit 710
    Saphir

    Eigenschaften
    • mittlere Wärmeleitfähigkeiten (20 bis 30 W/mK)
    • sehr gute elektrische Isolation (1 x 1014 bis 1 x 1015 Ωcm)
    • Biegefestigkeit (800 MPa), hohe Druckfestigkeit (2 bis 4 GPa)
    • thermoschockbeständig
    • chemisch beständig
    • bioinert und lebensmittelverträglich
    • max. Einsatztemp. zwischen 1000 bis 1500 °C (ohne mechanische Belastung)
    • Oberfläche as-fired: Ra 0,2-0,8 μm dickschichtgeeignet (DS)
    • Oberfläche as-fired: Ra < 0,1 μm dünnfilmgeeignet (DF)
    • als dichtes und poröses Material erhältlich
    Herstellerauswahl
    • CeramTec
    • CoorsTek
    • Kerafol
    • Kyocera
    • Maruwa
    Ausgangsformate (Auswahl)

    Abmaße: 115 x 115/ 165 x 115/ 190 x 138 mm
    Dicke: 0,12 - 3,0 mm (+/- 10%)
    Durchbiegung ab Dicke 0,5 mm 0,2 - 0,3% der längsten Seite

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      Keramikbearbeitung
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  • Aluminiumnitrid (AlN)
    Artikelbeispiele

    AlUNIT
    AlN 170
    AlN 180
    AlN 200
    AlN 230

    Eigenschaften
    • sehr hohe Wärmeleitfähigkeit (170 - 230 W/mK)
    • gute elektr. Isolation (1 x 105 bis 1 x 109 Ωcm)
    • Biegefestigkeit (300 bis 400 Mpa), Druckfestigkeit > 2 GPa
    • sehr gut thermoschockbeständig
    • chem. Beständigkeit: nicht ggü. Natronlauge; inert gegen Schmelzen der III-V-Verbindungen; weniger geeignet für Anwendungen bei Temperaturen über 1.000°C in wasser- oder sauerstoffhaltiger
    • Umgebung oder unter mechanischer Belastung mit gleichzeitiger Benetzung durch Wasser
    • Herstellverfahren: heißgepresst, trockengepresst, foliengegossen
    Herstellerauswahl
    • CeramTec
    • CoorsTek
    • QSIL
    • Maruwa
    Ausgangsformate (Auswahl)

    Abmaße: 114 x 114 / 150 x 140 / 138 x 190 mm
    Dicke: 0,25 - 5,0 mm 

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  • Zirkonoxid (ZrO2)
    Artikelbeispiele

    3YSZ
    Dura-Z
    Keralpor99 Z
    Keraprotec
    PSZ
    Rubalit HSS
    YTZP
    ZTA

    Eigenschaften
    • geringe Wärmeleitfähigkeit (1,5 bis 3 W/mK)
    • gut elektr. Isolation, sauerstoffionenleitend
    • hohe Biegefestigkeit (> 1 GPa) und Bruchwiderstand
    • sehr hohe Druckfestigkeiten (> 4,7 GPa)
    • sehr gute tribologische Eigenschaften
    • chemisch beständig
    • ermüdungsfest wg. Phasenumwandlungshärten
    • bioinert und lebensmittelverträglich
    • max. Einsatztemp. zwischen 600 und 1100 °C
    • auch als poröse Sinterunterlage mit guter Ebenheit und Reinheit erhältlich
    Herstellerauswahl
    • CeramTec
    • CoorsTek
    • Kerafol
    • Maruwa
    Ausgangsformate (Auswahl)

    Abmaße: 50 x 50 / 100 x 100 / 150 x 150 mm
    Dicke: 0,15 - 0,5 mm (+/- 10%)

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      Keramikbearbeitung
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  • Siliciumcarbid (SiC)
    Artikelbeispiele

    SiC
    RSiC
    SiSiC
    Ultra-SiC
    UltraClean
    Pure-SiC

    Eigenschaften
    • sehr hohe Wärmeleitfähigkeit (120 - 200 W/mK)
    • sehr hohe Härte
    • korrosions- und verschleißbeständig
    • gute tribologische Eigenschaften
    • thermowechselbeständig
    • max. Einsatztemp. zwischen 1350 und 1600 °C
    • Herstellverfahren: direkt gesintert, rekristallisiert, CVD (hochrein)
    Herstellerauswahl
    • CoorsTek
    • QSIL
    • Kyocera Fineceramics
    • SiCeram
    • CeramTec
    • Fraunhofer IKTS
    Ausgangsformate (Auswahl)

    Abmaße: 150 x 150 / 115 x 115 mm
    Dicke: 2,0 - 6,0 mm

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      Keramikbearbeitung
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  • Siliciumnitrid (Si3N4)
    Artikelbeispiele

    Si3N4

    Eigenschaften
    • mittlere Wärmeleitfähigkeit
    • hohe Druckfestigkeit (3 GPa)
    • gute Bruch- und Risszähigkeit (7 MPa√m)
    • gute tribologische Eigenschaften
    • thermowechsel-, thermoschock- und hochtemperaturbeständig
    • chemisch beständig
    Herstellerauswahl
    • CeramTec
    • Kyocera Fineceramics
    • Kyocera
    • SiCeram
    • QSIL
    • CoorsTek
    • Fraunhofer IKTS
    Ausgangsformate (Auswahl)

    Abmaße: Ø 650 mm bis 700 x 450 mm
    Dicke: 1,0 - 5,0 mm

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      Keramikbearbeitung
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  • Glaskeramik / Glas
    Artikelbeispiele

    LTCC
    Borofloatglas
    Quarzglas
    Glaslotfolien
    D263Teco®
    AF32eco®
    Borosilikatglas
    Perlucor®

    Eigenschaften

    LTCC (Low-Temperature-Cofired-Ceramic):

    • ungesintert (Gemisch aus Glas, Keramik und org. Lösungsmittel), flexibel
    • sintert bereits bei 900 °C, gut für Co-Firing mit metallischen Komponenten
    • für HF-Anwendung geeignet
    • Wärmeleitfähigkeit (typ. 2 bis 3 W/mK)
    • max. Einsatztemp. nur wenige 100 °C

    Glas:

    • Wärmeleitfähigkeit (0,6 - 1,4 W/mK)
    • elektr. Isolation (1010 bis 1014 Ωm)
    • max. Einsatztemp. vom Glassystem abhängig (100 °C bis über 1000 °C)
    • Thermoschockbeständigkeit vom Glassystem abhängig
    • ein-/ beidseitig mit Filter-/ Schutzschichten versehen
    Herstellerauswahl
    • AGC Asahi Glass
    • CeramTec
    • Corning
    • DuPont
    • Kerafol
    • Plan Optik
    • Saint Gobain
    • Schott AG
    Ausgangsformate (Auswahl)

    Abmaße LTCC: bis 152,4 x 152 mm
    Dicke LTCC: 127 - 254 µm (ungesintert)

    Abmaße Glas: Ø 50,8 / 100 mm bis 1150 x 850 mm
    Dicke Glas: 250 / 430 / 550 / 650 µm

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      Keramikbearbeitung
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      Glasbearbeitung
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  • Silizium (Si)
    Artikelbeispiele

    monokristallines Si
    polykristallines Si
    Si-Wafer monokr.

    Eigenschaften
    • Wärmeleitfähigkeit 150 W/mK
    • elektr. Isolation (1 x 10 - 6 bis 50 Ωm)
    • typ. Einsatztemp. zwischen -40 und 90 °C
    • kann ein-/ beidseitig mit Filter-/ Schutzschichten versehen werden
    • chem. Beständigkeit: wenig reaktionsfähig, bei sehr hohen Temperaturen Einfluss verschiedenster Gase Umwandlungen möglich
    Herstellerauswahl
    • Hemlock Semiconductor Group
    • Wacker Chemie AG
    • Siltronic AG
    • PV Crystalox Solar Silicon GmbH
    Ausgangsformate (Auswahl)

    Abmaße: Ø 50,8 / 76,2 / 100 / 150 / 200 / 300 mm
    Dicke: 0,12 - 3,0 mm

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      Keramikbearbeitung
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  • Borcarbid (B4C)
    Artikelbeispiele

    B4C

    Eigenschaften
    • gute Wärmeleitfähigkeit (31–90 W/mK)
    • sehr hohe Härte
    • sehr hohe Druckfestigkeit
    • thermoelektrisch nutzbar
    • hohe Temperaturbeständigkeit (auch bei > 2.000 °C)
    • chemisch beständig
    • geringe Dichte (ca. ca. 2,52 g/cm³)
    Herstellerauswahl
    • auf Anfrage
    Ausgangsformate (Auswahl)

    Abmaße: auf Anfrage
    Dicke: auf Anfrage

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      Keramikbearbeitung
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  • Bornitrid (BN)
    Artikelbeispiele

    BN

    Eigenschaften
    • hohe Wärmeleitfähigkeit
    • extrem hohe Härte 
    • korrosionsbeständig
    • thermowechselbeständig
    • hohe Temperaturbeständigkeit (je nach Modifikation 1.000 – 3.000 °C)
    • hervorragende elektrische Isolation
    • chemisch beständig
    • geringe Dichte (je nach Struktur ca. 2,25 - 3,45 g/cm³)
    Herstellerauswahl
    • auf Anfrage
    Ausgangsformate (Auswahl)

    Abmaße: auf Anfrage
    Dicke: auf Anfrage

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      Keramikbearbeitung
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Die Eigenschaften von Glas, Silizium und Keramik:

  • wärmeleitfähig
  • elektrisch isolierend
  • temperaturwechselbeständig
  • biege- und druckfest (je nach Material)
  • verschleißfest

Anwendungsbeispiele

  • Netzwerksubstrate und Leiterplatten (printed circuit boards)
  • Keramikeinzelbauteile wie Abstandshalter, Formteile und Gehäuse
  • Sensorsockel
  • Masken und Schablonen
lasergeschnittene, lasergebohrte, lasergescribte, laserstrukturierte und laserbeschriftete Keramikplatte aus Al2O3

Thermomanagement in Leiterplatten

Leiterbahnen sind elektrisch leitende Verbindungen elektronischer Bauelemente auf Leiterplatten und integrierten Schaltkreisen. Damit während der Strom- und Spannungsversorgung sowie der Signalübertragung keine Kurzschlüsse oder hohe Verlustströme auftreten, müssen die Leiterbahnen elektrisch gut voneinander isoliert sein.

Leiterplatten oder Schaltungsträger aus Glas, Keramik, Silizium eignen sich ideal als Kühlkörper, da sie gleichzeitig elektrisch isolierend und wärmeleitend wirken. Low Temperature Cofired Ceramics, auch als LTCC-Keramik bekannt, ist eine Technologie zur Herstellung von Mehrlagenschaltungen auf der Basis von gesinterten Keramikträgern in der Elektronik.

Keramiksubstrate und mehr: spezialisiert auf Sondermaterialien

Unser besonderes Know-how liegt in der Beschaffung und Bearbeitung von Sondermaterialien: von Aluminiumoxid und Zirkonoxid über LTCC und Glasfolien bis hin zu Aluminiumnitrid, Siliziumnitrid, Siliziumcarbid, ein- oder polykristalline Silizium, Bornitrid und Borcarbid. Folgende Technologien können hier zum Einsatz kommen:

Mehr Infos zu unseren Materialien

Die konkreten Datenblätter der einzelnen Materialien sind auf Anfrage erhältlich. Bei der Materialauflistung handelt es sich lediglich um eine aktuelle Auswahl ohne Anspruch auf Vollständigkeit. Sie haben besondere Wünsche? Gerne beraten wir Sie persönlich bei Ihren Fragen rund um unsere verfügbaren Materialien und Leistungen.

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