陶瓷pcb的优势性能
关键的外卖
热导率和热膨胀系数(CTE)是选择陶瓷PCB材料时要关注的两个主要性能。
Al2O3陶瓷pcb用于汽车传感器电路、减震器和发动机。
通常，激光快速激活金属化(LAM)技术用于陶瓷PCB制造。
氧化铝是最常用的陶瓷基板材料
许多专家认为陶瓷pcb比传统的FR4 pcb更有优势。尽管陶瓷PCB在PCB基板列表中相对较新，但它们在高密度电子电路中的使用越来越受欢迎。为什么?陶瓷pcb所提供的多功能性、耐久性、稳定性和绝缘性能使它们比传统pcb更具优势。而且，陶瓷pcb支持电路小型化，而不影响精度和可靠性。在本文中，我们将讨论陶瓷pcb的类型，并了解是什么使它们如此有利。
陶瓷多氯联苯
对于放置在高压或高温环境中的PCB，传统的PCB基板材料在极端条件下可能会出现缺陷。然而，陶瓷PCB基板材料适用于高温高压以及腐蚀性或振动电路条件。陶瓷pcb有一个高导热性还有热膨胀系数．这些pcb最适合在极端条件下使用的高功率密度电路设计，特别是在航空航天和汽车工业中。
陶瓷pcb是由一系列陶瓷材料制成的。热导率和热膨胀系数(CTE)是选择陶瓷材料时主要关注的两个特性。用于pcb的陶瓷材料是指一类衬底材料比如氮化铝(AlN)，氧化铝(Al2O3)，氧化铍(BeO)，碳化硅(SiC)和氮化硼(BN)。这些陶瓷材料具有相似的化学和物理性质。下面，我们将探讨三种常见陶瓷材料的性能。
常用陶瓷衬底材料的性能
PCB制造最常用的三种陶瓷材料是:
氧化铝(Al2O3)——与其他氧化物陶瓷相比，Al2O3的机械强度、化学稳定性、导热性和电学性能都具有优势。原料的丰富使氧化铝成为最常用的陶瓷基板材料。Al2O3陶瓷pcb用于汽车传感器电路、减震器和发动机。Al2O3陶瓷pcb的高热稳定性提高了汽车用电路的性能和热效率。
氮化铝(AlN) -高导热性和膨胀系数是AlN在PCB工业中作为基板材料值得注意的两个特性。AlN的热导率在170 W/mK ~ 220W/mK范围内变化。AlN陶瓷的CTE与硅半导体芯片相匹配，在两者之间建立了良好的键合，从而使它们的组装可靠。AIN用于汽车的传感器电路，因为它可以承受极端温度、腐蚀和振动，同时提供高效、准确和灵敏的传感器信号。
氧化铍(BeO) - BeO是一种陶瓷PCB基板材料，热导率约为Al2O3的9倍，大于金属铝。BeO的化学稳定性优于AlN，电隔离性能优于Al2O3e。BeO用于PCB受到高温或高密度PCB面临空间限制的应用，以提供空气或液体冷却。
基于制造工艺的陶瓷pcb类型
陶瓷pcb的制造工艺比传统pcb更简单。将导热陶瓷粉末与有机粘合剂混合在一起并进行热处理以制备陶瓷多氯联苯。通常，激光快速激活金属化(LAM)技术用于陶瓷PCB制造。除了使用的陶瓷材料外，基于制造工艺，陶瓷pcb还有一个分类:
- LAM(激光活化金属化)PCB -高能激光被用来电离陶瓷材料和金属在LAM过程中。它们生长在一起，这在两者之间产生了强烈的联系。
- 低温共烧陶瓷(LTCC) PCB -为了构建LTCC pcb，陶瓷材料，例如氧化铝，与约30%-50%的玻璃材料混合。为了使粘合剂适当，在混合物中加入有机粘合剂。将混合物铺在薄片上晾干，然后根据每一层的设计钻通孔。通常采用丝网印刷来印刷电路，并填充LTCC pcb上的孔。LTCC PCB的制作是在850 ~ 900℃的气化炉中加热完成的。
- 高温共烧陶瓷(HTCC) PCB -HTCC pcb可以在高温下工作而不会损坏。HTCC pcb的构造始于使用原始陶瓷基板材料的制造，在制造的任何阶段都不添加玻璃材料。HTCC的制造工艺与LTCC pcb相似，唯一的区别是HTCC pcb在气体环境下的烘烤温度约为1600 ~ 1700℃。HTCC pcb的高共烧温度是如此之高，以至于金属导体的高熔点，如钨、钼或锰，被用作电路走线。
- 直接连接铜(DBC) PCB -DBC工艺在沉积前或沉积过程中在铜和陶瓷之间引入适量的氧气。沉积过程在1065℃~ 1083℃左右形成Cu-O共晶液，该共晶液与陶瓷基板发生化学反应生成CuAlO2或CuAl2O4。该液体还能穿透铜箔，形成铜板和陶瓷基板的组合。
- 直接板铜(DPC) PCB -DPC的制造工艺利用物理气相沉积(PVD)方法和溅射在高温和高压条件下将铜粘结到基材上。
陶瓷pcb非常适合于高温、高压、高频和高绝缘性能。Cadence提供的广泛的设计、仿真和分析功能可以帮助设计人员从任何材料(包括陶瓷)设计pcb。
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