陶瓷多層PCB的優(yōu)缺點(diǎn)

對(duì)于我們這些設(shè)計(jì)PCB的人來(lái)說(shuō)也是如此。一個(gè)顯而易見(jiàn)的設(shè)計(jì)領(lǐng)域是板材選擇。簡(jiǎn)單地選擇默認(rèn)FR4而不考慮可能對(duì)特定板卡更好的替代方案并不少見(jiàn)。堅(jiān)持有效的做法當(dāng)然有好處；但是，當(dāng)這種理念與新的設(shè)計(jì)方法和材料的探索和利用相平衡時(shí)，將為您的客戶提供最好的服務(wù)，這些設(shè)計(jì)方法和材料可以提供更好的性能，并可能降低成本。

讓我們探索相對(duì)較新的陶瓷多層PCB技術(shù)，以確定何時(shí)以及是否可以替代標(biāo)準(zhǔn)FR4。

陶瓷多層PCB

眾所周知，一段時(shí)間以來(lái)，包括設(shè)計(jì)，電路板制造和PCB組裝在內(nèi)的PCB開(kāi)發(fā)一直朝著更小，更復(fù)雜的體系結(jié)構(gòu)發(fā)展。這種趨勢(shì)是由對(duì)更大功能和更廣泛的部署選項(xiàng)的需求所驅(qū)動(dòng)的，尤其是在更緊湊的位置。PCB行業(yè)的答案大部分集中在傳統(tǒng)基板和層壓材料的小型化以及增加的層數(shù)上。PCB堆疊。但是，諸如散熱，從電路板上去除多余物以及熱膨脹系數(shù)（CTE）等挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)描述了一種材料隨著施加到其上的溫度變化而如何變化的趨勢(shì)，導(dǎo)致人們尋找其他能夠做出響應(yīng)的材料對(duì)這些問(wèn)題更有利。出現(xiàn)的一項(xiàng)結(jié)果是陶瓷。

陶瓷材料（例如，氧化鋁，氮化鋁和氧化鈹）在導(dǎo)熱性，耐侵蝕性，CTE方面的性能均超過(guò)了傳統(tǒng)板材，例如聚酰亞胺，聚苯乙烯，環(huán)氧玻璃纖維和酚醛樹(shù)脂。組件兼容性和高密度跟蹤路由，例如用于 高密度多媒體接口（HDMI）連接。這些屬性使陶瓷材料非常適合用于多層板，可以根據(jù)其制造方法進(jìn)行分類，如下所示。

陶瓷多層PCB的制造方法

l厚膜陶瓷PCB

這些電路板由印刷在陶瓷基底上的金和介電膏組成，并在略低于1000°C的溫度下烘烤。厚膜陶瓷PCB可以使用金或銅，而銅由于成本較低而使用最多。為了防止氧化，該板在氮?dú)庵泻婵尽?/span>

l低溫共燒陶瓷（LTCC）PCB

LTCC使用共燒，同時(shí)燃燒非玻璃，玻璃復(fù)合材料或玻璃晶體等材料。痕跡通常是金，以實(shí)現(xiàn)高熱導(dǎo)率，并且電路板在900°C下烘烤。

l高溫共燒陶瓷（HTCC）PCB

HTCC使用氧化鋁和粘合劑以及增塑劑，溶劑和潤(rùn)滑劑。電路描線可以是金屬，例如鎢和鉬，并且烘烤溫度可以高達(dá)1600°C至1700°C。此方法最適合用于小型電路板和載波電路。

陶瓷多層PCB的用途

陶瓷多層PCB在高速，大功率電路應(yīng)用中享有其最大的實(shí)現(xiàn)。與傳統(tǒng)的電路板材料相比，這些電路板可將寄生電容降低多達(dá)90％，并為未來(lái)在航空航天，醫(yī)療設(shè)備，工業(yè)和汽車工業(yè)中的使用提供了最大的希望。

陶瓷多層PCB：優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

陶瓷多層PCB的主要優(yōu)點(diǎn)在于其熱性能。其中最重要的是導(dǎo)熱率，它在很大程度上超越了傳統(tǒng)材料。在下表中，在許多重要類別中將最常用的板材FR4與陶瓷多層板進(jìn)行了比較。

如上所示，陶瓷多層PCB與FR4相比具有優(yōu)缺點(diǎn)。但是，優(yōu)點(diǎn)表明，在高速和高功率應(yīng)用中，陶瓷板的使用將繼續(xù)增加，這是在更小封裝中實(shí)現(xiàn)更多功能的標(biāo)準(zhǔn)。