陶瓷PCB电路板到底好在哪？

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1.为什么要用陶瓷电路基板
普通PCB通常是由铜箔和基板粘合而成，而基板材质大多数为玻璃纤维（FR-4），酚醛树脂（FR-3）等材质，粘合剂通常是酚醛、环氧等。在PCB加工过程中由于热应力、化学因素、生产工艺不当等原因，或者是在设计过程中由于两面铺铜不对称，很容易导致PCB板发生不同程度的翘曲。


而另一种PCB基板——陶瓷基板，由于散热性能、载流能力、绝缘性、热膨胀系数等，都要大大优于普通的玻璃纤维PCB板材，从而被广泛应用于大功率电力电子模块、航空航天、军工电子等产品上。
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与普通的PCB使用粘合剂把铜箔和基板粘合在一起的，陶瓷PCB是在高温环境下，通过键合的方式把铜箔和陶瓷基片拼合在一起的，结合力强，铜箔不会脱落，可靠性高，在温度高、湿度大的环境下性能稳定。
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2.陶瓷基板的主要材质
氧化铝（Al2O3）
0 a3 s# @; m$ K9 ^0 d& s0 T氧化铝是陶瓷基板中最常用的基板材料，因为在机械、热、电性能上相对于大多数其他氧化物陶瓷，强度及化学稳定性高，且原料来源丰富，适用于各种各样的技术制造以及不同的形状。 按含氧化铝(Al2O3)的百分数不同可分为：75瓷、96瓷、99.5瓷。氧化铝含有量不同，其电学性质几乎不受影响，但是其机械性能及热导率变化很大。纯度低的基板中玻璃相较多，表面粗糙度大。纯度越高的基板，越光洁、致密、介质损耗越低，但是价格也越高。

氧化铍（BeO）
具有比金属铝还高的热导率，应用于需要高热导的场合，温度超过300℃后迅速降低，但是由于其毒性限制了自身的发展。

; X5 |# r7 T7 v; y, }9 i) d氮化铝（AlN）
氮化铝陶瓷是以氮化铝粉体为主晶相的陶瓷。相比于氧化铝陶瓷基板，绝缘电阻、绝缘耐压更高，介电常数更低。其热导率是Al2O3的7~10倍，热膨胀系数（CTE）与硅片近似匹配，这对于大功率半导体芯片至关重要。在生产工艺上，AlN热导率受到残留氧杂质含量的影响很大，降低含氧量，可明显提高热导率。目前工艺生产水平的热导率达到170W/(m·K)以上已不成问题。

2 |* u5 w+ l* L+ _. b4 |' m( W/ E$ L综合以上原因，可以知道，氧化铝陶瓷由于比较优越的综合性能，在微电子、功率电子、混合微电子、功率模块等领域还是处于主导地位的。

对比了市面上相同尺寸（100mm×100mm×1mm）、不同材料的陶瓷基板价格：96%氧化铝9.5元，99%氧化铝18元，氮化铝150元，氧化铍650元，可以看出来不同的基板价格差距也比较大。

7 {, z9 W0 I; f- l3.陶瓷PCB的优点和缺点
优点
" H: @# Q/ w" f5 |载流量大，100A电流连续通过1mm0.3mm厚铜体，温升约17℃；100A电流连续通过2mm0.3mm厚铜体，温升仅5℃左右；
更好的散热性能，低热膨胀系数，形状稳定，不易变形翘曲。
绝缘性好，耐压高，保障人身安全和设备。
% q8 b, c# `% g结合力强，采用键合技术，铜箔不会脱落。
: e2 Y" L. p$ C  ?7 m) b可靠性高，在温度高、湿度大的环境下性能稳定
5 t& {: A/ d% ~& {5 i1 T缺点
5 O3 l+ P1 E- K# A# y易碎，这是最主要的一个缺点，这也就导致只能制作小面积的电路板。
  S$ \' V! E" G) h( J5 t! T价格贵， 电子产品的要求规则越来越多，陶瓷电路板还是用在一些比较高端的产品上面，低端的产品根本不会使用到。
, q9 Z( E! i- G5 t1 d4.陶瓷PCB的用途
" M3 G# X/ i) P  q大功率电力电子模块，太阳能电池板组件等
, d* q1 a3 a# z: F; U高频开关电源、固态继电器
4 d, ?$ Z* _, L9 z汽车电子、航空航天、军工电子产品
大功率LED照明产品
通信天线，汽车点火器
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与普通的PCB使用粘合剂把铜箔和基板粘合在一起的，陶瓷PCB是在高温环境下，通过键合的方式把铜箔和陶瓷基片拼合在一起的，结合力强，铜箔不会脱落，可靠性高，在温度高、湿度大的环境下性能稳定。