陶瓷PCB电路板相比其他PCB电路板有哪些优点？

时间： 2024-03-14 来源：鑫成尔电子官网

陶瓷PCB电路板是由PCB陶瓷基板加工而成，PCB陶瓷基板的散热性能、载流能力、绝缘性、热膨胀系数等，都要有于普通的玻璃纤维PCB板材，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。

PCB板材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）、陶瓷等材质，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。

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。

图 1

陶瓷基板的主要材质：

1、氧化铝（Al2O3）

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。

2、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。

3、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。

图 2

陶瓷PCB的优点和缺点

1、优点

①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；

②更好的散热性能，低热膨胀系数，形状稳定，不易变形翘曲。

③绝缘性好，耐压高，保障人身安全和设备。

④结合力强，采用键合技术，铜箔不会脱落。

⑤可靠性高，在温度高、湿度大的环境下性能稳定。

2、缺点

①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。

②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。

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