陶瓷PCB板的介紹與優缺點及用途

1.為什么要用陶瓷電路板

普通PCB通常是由銅箔和基板粘合而成，而基板材質大多數為玻璃纖維（FR-4），酚醛樹脂（FR-3）等材質，粘合劑通常是酚醛、環氧等。在PCB加工過程中由于熱應力、化學因素、生產工藝不當等原因，或者是在設計過程中由于兩面鋪銅不對稱，很容易導致PCB板發生不同程度的翹曲。

PCB翹曲

而另一種PCB基板——陶瓷基板，由于散熱性能、載流能力、絕緣性、熱膨脹系數等，都要大大優于普通的玻璃纖維PCB板材，從而被廣泛應用于大功率電力電子模塊、航空航天、軍工電子等產品上。

陶瓷基板

與普通的PCB使用粘合劑把銅箔和基板粘合在一起的，陶瓷PCB是在高溫環境下，通過鍵合的方式把銅箔和陶瓷基片拼合在一起的，結合力強，銅箔不會脫落，可靠性高，在溫度高、濕度大的環境下性能穩定。

2.陶瓷基板的主要材質

氧化鋁（Al2O3）

氧化鋁是陶瓷基板中常用的基板材料，因為在機械、熱、電性能上相對于大多數其他氧化物陶瓷，強度及化學穩定性高，且原料來源豐富，適用于各種各樣的技術制造以及不同的形狀。按含氧化鋁（Al2O3）的百分數不同可分為：75瓷、96瓷、99.5瓷。氧化鋁含有量不同，其電學性質幾乎不受影響，但是其機械性能及熱導率變化很大。純度低的基板中玻璃相較多，表面粗糙度大。純度越高的基板，越光潔、致密、介質損耗越低，但是價格也越高。

氧化鈹（BeO）

具有比金屬鋁還高的熱導率，應用于需要高熱導的場合，溫度超過300℃后迅速降低，但是由于其毒性限制了自身的發展。

氮化鋁（AlN）

氮化鋁陶瓷是以氮化鋁粉體為主晶相的陶瓷。相比于氧化鋁陶瓷基板，絕緣電阻、絕緣耐壓更高，介電常數更低。其熱導率是Al2O3的7~10倍，熱膨脹系數（CTE）與硅片近似匹配，這對于大功率半導體芯片至關重要。在生產工藝上，AlN熱導率受到殘留氧雜質含量的影響很大，降低含氧量，可明顯提高熱導率。目前工藝生產水平的熱導率達到170W/（m·K）以上已不成問題。

綜合以上原因，可以知道，氧化鋁陶瓷由于比較優越的綜合性能，在微電子、功率電子、混合微電子、功率模塊等領域還是處于主導地位的。

對比了市面上相同尺寸（100mm×100mm×1mm）、不同材料的陶瓷基板價格：96%氧化鋁9.5元，99%氧化鋁18元，氮化鋁150元，氧化鈹650元，可以看出來不同的基板價格差距也比較大。

3.陶瓷PCB的優點和缺點

優點

載流量大，100A電流連續通過1mm0.3mm厚銅體，溫升約17℃；100A電流連續通過2mm0.3mm厚銅體，溫升僅5℃左右；

更好的散熱性能，低熱膨脹系數，形狀穩定，不易變形翹曲。

絕緣性好，耐壓高，保障人身安全和設備。

結合力強，采用鍵合技術，銅箔不會脫落。

可靠性高，在溫度高、濕度大的環境下性能穩定

缺點

易碎，這是主要的一個缺點，這也就導致只能制作小面積的電路板。

價格貴，電子產品的要求規則越來越多，陶瓷電路板還是用在一些比較高端的產品上面，低端的產品根本不會使用到。

4.陶瓷PCB的用途

大功率電力電子模塊，太陽能電池板組件等

高頻開關電源、固態繼電器

汽車電子、航空航天、軍工電子產品

大功率LED照明產品

通信天線，汽車點火器

5.陶瓷基板展示

從整體性能來看，陶瓷基板的PCB要比普通的FR-4板材好很多，但是從成本角度來考慮，也很貴！所以，根據需要來進行選擇！來看幾款陶瓷電路板，找這種電路板圖片真不容易。。。。

陶瓷電路板

陶瓷電路板

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