電路板廠的陶瓷PCB到底好在哪兒？

文章來源：作者：梁波靜查看手機網(wǎng)址

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人氣：1588發(fā)布日期：2023-04-25 10:31【大中小】

1.電路板廠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(zhì)大多數(shù)為玻璃纖維（FR-4），酚醛樹脂（FR-3）等材質(zhì)，粘合劑通常是酚醛、環(huán)氧等。在PCB加工過程中由于熱應力、化學因素、生產(chǎn)工藝不當?shù)仍?，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(fā)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(shù)等，都要大大優(yōu)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(chǎn)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(huán)境下，通過鍵合的方式把銅箔和陶瓷基片拼合在一起的，結(jié)合力強，銅箔不會脫落，可靠性高，在溫度高、濕度大的環(huán)境下性能穩(wěn)定。

2.陶瓷基板的主要材質(zhì)

· 氧化鋁（Al2O3）

氧化鋁是陶瓷基板中最常用的基板材料，因為在機械、熱、電性能上相對于大多數(shù)其他氧化物陶瓷，強度及化學穩(wěn)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(shù)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(zhì)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(zhì)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(fā)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(shù)更低。其熱導率是Al2O3的7~10倍，熱膨脹系數(shù)（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(chǎn)工藝上，AlN熱導率受到殘留氧雜質(zhì)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(chǎn)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(yōu)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。