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(dǎo)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(dǎo)熱性

l 抵抗化學(xué)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(biāo)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(dǎo)熱性。當(dāng)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(dǎo)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(dān)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(yīng)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(dǎo)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(yīng)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?dāng)_。

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(dǎo)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(yīng)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(dǎo)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(dǎo)體芯片，半導(dǎo)體芯片每年都在變得越來越小。半導(dǎo)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(dǎo)體芯片所需的電路功能。然而，基于陶瓷的半導(dǎo)體電路的出現(xiàn)導(dǎo)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(dǎo)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(dāng)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(dǎo)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(dǎo)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(fù)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(dǎo)率以及與普通半導(dǎo)體工藝化學(xué)品的非反應(yīng)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(dǎo)體處理室固定裝置和絕緣體，僅舉幾例。