陶瓷PCB板的优缺点及未来发展

众所周知，一段时间以来，包括设计，PCB制造和PCB组装在内的PCB开发一直朝着更小，更复杂的体系结构发展。这种趋势是由对更大功能和更广泛的部署选项的需求所驱动的，尤其是在更紧凑的位置。PCB行业的答案大部分集中在传统基板和层压材料的小型化以及增加的层数上。但是例如散热，从电路板上去除多余物以及热膨胀系数（CTE）等挑战，这些挑战描述了一种材料随着施加到其上的温度变化而如何变化的趋势，导致人们寻找其他能够做出响应的材料对这些问题更有利。出现的一项结果是陶瓷。

陶瓷材料（例如，氧化铝，氮化铝和氧化铍）在导热性，耐侵蚀性，CTE方面的性能均超过了传统板材，例如聚酰亚胺，聚苯乙烯，环氧玻璃纤维和酚醛树脂。组件兼容性和高密度跟踪路由，例如用于高密度多媒体接口（HDMI）连接。这些属性使陶瓷材料非常适合用于多层板，可以根据其制造方法进行分类。

氧化铝陶瓷基板的机械强度高，且绝缘性和避光性较好，在多层布线陶瓷基板、电子封装及高密度封装基板中收到了广泛应用。但目前国内在氧化铝陶瓷基板的生产中存在一些问题，例如烧结温度过高等，导致我国在该部件的应用主要依靠进口。

氧化铝有许多同质异晶体，例如α-Al2o3、β-Al2o3、γ-Al2o3等，其中以α-Al2o3的稳定性较高，其晶体结构紧密、物理性能与化学性能稳定，具有密度与机械强度较高的优势，在工业中的应用也较多。氧化铝陶瓷通过氧化铝纯度进行分类，氧化铝纯度为》99%被称为刚玉瓷，氧化铝纯度为99%、95%和90%左右被称为99瓷、95瓷和90瓷，含量》 85%的氧化铝陶瓷一般称为高铝瓷。99.5%氧化铝陶瓷的体积密度为3.95g/cm3，抗弯强度为395MPa，线性膨胀系数为8.1×10-6，热导率为32W/（m·K），绝缘强度为18KV/mm。

黑色氧化铝陶瓷基板多用于半导体集成电路及电子产品中，这主要是由于大部分电子产品具有高光敏性，需要封装材料具有较强的遮光性，才能够保障数码显示的清晰度，因此，多采用黑色氧化铝陶瓷基板进行封装。电子产品封装中使用的黑色氧化铝陶瓷，基于其应用领域的需求，黑色着色料的选择需要结合陶瓷原材料的性能。例如需要考虑到其陶瓷原材料需要具备较好的电绝缘性，因此，黑色着色料除了考虑到陶瓷基板的最终着色度、机械强度外，同时还要考虑到其电绝缘性、隔热性及电子封装材料的其他功能。在陶瓷着色过程中，低温环境可能促使着色料的挥发性受到影响而保温一定时间，在此过程中，游离状态着色物可能集结成尖晶石类化合物，能够避免着色料在高温环境下持续挥发，保障着色效果。

厚膜陶瓷PCB
这些电路板由印刷在陶瓷基底上的金和介电膏组成，并在略低于1000°C的温度下烘烤。厚膜陶瓷PCB可以使用金或铜，而铜由于成本较低而使用最多。为了防止氧化，该板在氮气中烘烤。

低温共烧陶瓷（LTCC）PCB
LTCC使用共烧，同时燃烧非玻璃，玻璃复合材料或玻璃晶体等材料。痕迹通常是金，以实现高热导率，并且电路板在900°C下烘烤。

高温共烧陶瓷（HTCC）PCB
HTCC使用氧化铝和粘合剂以及增塑剂，溶剂和润滑剂。电路描线可以是金属，例如钨和钼，并且烘烤温度可以高达1600°C至1700°C。此方法最适合用于小型电路板和载波电路。

陶瓷多层PCB的用途
陶瓷多层PCB在高速，大功率电路应用中享有其最大的实现。与传统的电路板材料相比，这些电路板可将寄生电容降低多达90％，并为未来在航空航天，医疗设备，工业和汽车工业中的使用提供了最大的希望。爱彼电路(iPcb®)是专业高精密PCB电路板研发生产厂家,可批量生产4-46层pcb板,电路板,线路板,高频板,高速板,HDI板,pcb线路板,高频高速板,双面,多层线路板,hdi电路板,混压电路板,高频电路板,软硬结合板等

陶瓷多层PCB优点和缺点
陶瓷多层PCB的主要优点在于其热性能。其中最重要的是导热率，它在很大程度上超越了传统材料。在下表中，在许多重要类别中将最常用的板材FR4与陶瓷多层板进行了比较。