陶瓷PCB終極指南

與傳統(tǒng)的印刷電路板（PCB）相比，陶瓷電路板具有許多優(yōu)勢。由于其高導熱率和最小膨脹系數(shù)（CTE），與常規(guī)PCB相比，陶瓷電路板具有更多的功能，更簡單的功能和更出色的性能。

是否想了解有關(guān)陶瓷PCB的更多信息，以及它們?nèi)绾螌δ?a target="_blank">公司的整體系統(tǒng)成本產(chǎn)生積極的影響？在本文中，我們涵蓋了有關(guān)陶瓷PCB，各種可用類型及其各自用例的所有知識。

陶瓷PCB的優(yōu)點和缺點

優(yōu)點：

l 優(yōu)良的導熱性

l 抵抗化學腐蝕

l 兼容的機械強度

l 輕松實現(xiàn)高密度跟蹤

l CTA組件兼容性

缺點：

l 成本比標準PCB高

l 可用性降低

l 易碎處理

陶瓷PCB的類型

高溫

也許最流行的陶瓷PCB類型是高溫PCB。設(shè)計用于高溫的陶瓷電路板通常被稱為高溫共燒陶瓷（HTCC）電路。這些電路是通過將粘合劑，潤滑劑，溶劑，增塑劑和氧化鋁混合以制成生陶瓷而構(gòu)成的。

使用生產(chǎn)的原始陶瓷材料，然后涂覆該材料，并在鎢或鉬金屬上進行電路跟蹤。實施后，層壓后在1600至1700攝氏度之間烘烤電路長達48小時。所有HTCC烘烤均在氣體環(huán)境中進行，例如氫氣。

低溫

與HTCC不同，低溫共燒陶瓷PCB是通過將晶體玻璃與金屬板上的粘合物質(zhì)與金漿混合而制成的。然后，在將電路放入大約900攝氏度的氣態(tài)烤箱中之前，將電路切割并層壓。

低溫共燒陶瓷PCB受益于更少的翹曲和改善的耐收縮性。換句話說，與HTCC和其他類型的陶瓷PCB相比，它們具有出色的機械強度和導熱性。當使用諸如LED燈之類的散熱產(chǎn)品時，LTCC的散熱優(yōu)勢提供了一個優(yōu)勢。

厚膜陶瓷

厚膜陶瓷電路包括在陶瓷基礎(chǔ)材料上實現(xiàn)的金和電介質(zhì)漿料。一旦實施，將糊狀物在1000攝氏度或更低的溫度下烘烤。由于金導體漿料的高成本，這種PCB種類在主要印刷電路板制造商中很流行。

與傳統(tǒng)的PCB相比，厚膜陶瓷材料的主要優(yōu)點在于，厚膜陶瓷可以防止銅氧化。因此，如果陶瓷PCB制造商擔心氧化，可以從選擇厚膜陶瓷電路中受益。

經(jīng)常有人問我們，“陶瓷PCB有幾層？” 但是，答案取決于所用陶瓷PCB的類型。陶瓷PCB中使用的最小層數(shù)為兩層，但根據(jù)產(chǎn)品的性能，可能還會增加幾層。一個寬度計算器跟蹤可幫助制造商了解他們的PCB設(shè)計規(guī)范。

陶瓷PCB用例

記憶體模組

陶瓷PCB的關(guān)鍵應用領(lǐng)域之一與存儲模塊有關(guān)。這些PCB具有存儲器集成電路，通常用于生產(chǎn)DDR SDRAM和其他與存儲器有關(guān)的計算機組件。個人計算機中使用的所有RAM都需要帶有集成內(nèi)存模塊的陶瓷基板PCB。

接收和傳輸模塊

陶瓷PCB使雷達技術(shù)的生產(chǎn)成為可能。美國西屋公司（Westinghouse）是第一家使用多層陶瓷PCB創(chuàng)建發(fā)射和接收模塊的公司，因為它們具有高導熱性和兼容的CTE。與常規(guī)PCB不同，陶瓷電路是唯一可用于創(chuàng)建傳輸模塊的電路。

多層互連板

陶瓷PCB的主要賣點之一是，它們的容量比常規(guī)電路板更大。換句話說，與傳統(tǒng)PCB相比，陶瓷PCB使用相同的表面積可以容納更多的組件。因此，使用多層互連板的陶瓷PCB具有更多潛在應用。

模擬/數(shù)字PCB

各種計算公司都使用低溫陶瓷電路（LTCC）板來創(chuàng)建具有出色電路跟蹤功能的高級模擬和數(shù)字板。個人計算機公司已經(jīng)利用LTCC來創(chuàng)建許多輕量級電路，從而減輕了產(chǎn)品的總重量并最大程度地減少了串擾。

太陽能板

HTCC和LTCC都用于制造太陽能電池板和其他光伏（PV）電氣面板。光伏面板利用多層陶瓷板技術(shù)來確保使用壽命和足夠的導熱性。

電力變送器

無線功率傳輸和充電模塊正變得越來越普遍，成為消費電子設(shè)備。這些設(shè)備因其獨特的熱性能和散熱陶瓷基板而使用陶瓷PCB技術(shù)構(gòu)建。

陶瓷電路板用于產(chǎn)生電磁場，通過電磁場在接收器和發(fā)射器之間傳輸能量。感應線圈有助于從原始電磁場傳遞電，并將其轉(zhuǎn)換成用于接收器電路的電流。通常，接收器電路由陶瓷基PCB材料制成。

半導體冷卻器

越來越多的電子設(shè)備正在變得小型化。消費電子產(chǎn)品小型化的背后是半導體芯片，半導體芯片每年都在變得越來越小。半導體芯片使用微制造技術(shù)，以實現(xiàn)更高的高速集成度，同時保持最佳的跟蹤能力。

傳統(tǒng)的PCB無法滿足現(xiàn)代半導體芯片所需的電路功能。然而，基于陶瓷的半導體電路的出現(xiàn)導致了微型電路組件之間的卓越集成和性能。因此，陶瓷PCB基板通常被認為是半導體技術(shù)的未來

大功率LED

陶瓷基板為大功率LED燈提供了最佳的底座。與傳統(tǒng)的PCB不同，陶瓷電路使用厚膜技術(shù)來最大化熱效率。結(jié)果是，LED燈產(chǎn)生的熱量（LED的熱量大約為70％）不會影響電路的工作效率。

換句話說，只有陶瓷電路才能提供LED發(fā)光所需的熱效率水平。當LED基于陶瓷電路構(gòu)建時，不需要熱界面材料（也稱為散熱器）。因此，如果制造商使用陶瓷電路，則產(chǎn)生和維持LED燈所需的材料將更少。

陶瓷PCB類型

氧化鋁

也稱為Al2O3和金屬基底PCB，氧化鋁是一種PCB類型，在鋁金屬和銅層之間利用介電導熱和電絕緣材料。它是涉及散熱以及整體溫度維護和控制的任何事物的首選PCB。

鋁結(jié)構(gòu)通常由三層組成。1至10盎司左右的銅制電路層。厚，由導熱和電絕緣材料制成的絕緣層以及由銅或鋁金屬基底制成的基礎(chǔ)層。

鋁PCB有幾種類型。有撓性類型，混合類型，多層和通孔類型。

AIN

AIN也稱為氮化鋁，是一種新材料，已被開發(fā)為商業(yè)上可行的產(chǎn)品。在過去的二十年中，它具有可復制和可控制的特性。

AIN是一種有效的選擇，因為它具有良好的介電性能，低的熱膨脹系數(shù)，高的熱導率以及與普通半導體工藝化學品的非反應性。

氮化鋁PCB通常用于散熱器，微波設(shè)備封裝，熔融金屬處理組件，電子封裝的基板以及半導體處理室固定裝置和絕緣體，僅舉幾例。