普通PCB通常是由銅箔和基板粘合而成,而基板材質(zhì)大多數(shù)為玻璃纖維(FR-4),酚醛樹脂(FR-3)等材質(zhì),粘合劑通常是酚醛、環(huán)氧等。在PCB加工過程中由于熱應力、化學因素、生產(chǎn)工藝不當?shù)仍颍蛘呤窃谠O計過程中由于兩面鋪銅不對稱,很容易導致PCB板發(fā)生不同程度的翹曲。 而另一種PCB基板——陶瓷PCB基板,由于散熱性能、載流能力、絕緣性、熱膨脹系數(shù)等,都要大大優(yōu)于普通的玻璃纖維PCB板材,從而被廣泛應用于大功率電力電子模塊、航空航天等產(chǎn)品上。 陶瓷PCB基板的主要材質(zhì) 氧化鋁(Al2O3) 氧化鋁是陶瓷基板中最常用的基板材料,因為在機械、熱、電性能上相對于大多數(shù)其他氧化物陶瓷,強度及化學穩(wěn)定性高,且原料來源豐富,適用于各種各樣的技術(shù)制造以及不同的形狀。按含氧化鋁(Al2O3)的百分數(shù)不同可分為:75瓷、96瓷、99.5瓷。氧化鋁含有量不同,其電學性質(zhì)幾乎不受影響,但是其機械性能及熱導率變化很大。純度低的基板中玻璃相較多,表面粗糙度大。純度越高的基板,越光潔、致密、介質(zhì)損耗越低,但是價格也越高。 氧化鈹(BeO) 具有比金屬鋁還高的熱導率,應用于需要高熱導的場合,溫度超過300℃后迅速降低,但是由于其毒性限制了自身的發(fā)展。 氮化鋁(AlN) 氮化鋁陶瓷是以氮化鋁粉體為主晶相的陶瓷。相比于氧化鋁陶瓷基板,絕緣電阻、絕緣耐壓更高,介電常數(shù)更低。其熱導率是Al2O3的7~10倍,熱膨脹系數(shù)(CTE)與硅片近似匹配,這對于大功率半導體芯片至關(guān)重要。在生產(chǎn)工藝上,AlN熱導率受到殘留氧雜質(zhì)含量的影響很大,降低含氧量,可明顯提高熱導率。目前工藝生產(chǎn)水平的熱導率達到170W/(m·K)以上已不成問題。 綜合以上原因,可以知道,氧化鋁陶瓷由于比較優(yōu)越的綜合性能,在微電子、功率電子、混合微電子、功率模塊等領域還是處于主導地位的。 陶瓷PCB分類 根據(jù)制造方法,電子市場上的陶瓷PCB主要分為三種類型。 ?高溫陶瓷PCB ?低溫陶瓷PCB ?厚膜陶瓷PCB 高溫 如您所知,高溫可能是最流行的陶瓷類型。一般來說,專為高溫設計的陶瓷PCB通常被認為是高溫共燒陶瓷(HTCC)電路,它由陶瓷原料與溶劑、混合粘合劑、增塑劑、潤滑劑以及氧化鋁組成。 首先用陶瓷原料制作,然后在材料上進行涂層,然后在鎢或鉬金屬上進行電路跟蹤。最后,如果實現(xiàn)了電路跟蹤,它可以在層壓后將電路板在 1600 到 1700 攝氏度之間烘烤長達 48 小時。所有 HTCC 烘烤都是在氣體環(huán)境中進行的,例如氫氣。 低溫 與HTCC不同的是,低溫共燒陶瓷PCB是由水晶玻璃與粘合基板在金屬板上結(jié)合金漿制成的。然后將電路板切割并層壓,然后放入大約 900 攝氏度的氣態(tài)烘箱中。 更重要的是,低溫共燒陶瓷 PCB 通過更少的翹曲和漸進的收縮容限而受益。也就是說,與HTCC等陶瓷PCB相比,陶瓷PCB具有更好的機械強度和導熱性。所以在使用LED燈等散熱產(chǎn)品時,LTCC的散熱優(yōu)勢是有優(yōu)勢的。 厚膜陶瓷 厚膜陶瓷PCB,其導體層的厚度可能超過10微米,但不超過13微米。一般來說,導體層是在陶瓷PCB表面印刷銀或金鈀。也就是說,厚膜陶瓷PCB包括金和介電漿料,是在陶瓷基材上完成的,工作后在1000攝氏度或以下的溫度下進行漿料和背襯。所以厚膜陶瓷PCB由于金導體漿料成本高,被大多數(shù)PCB制造商廣泛使用。 厚膜陶瓷PCB相對于傳統(tǒng)PCB的主要優(yōu)點是厚膜陶瓷可以保護銅不被氧化。所以陶瓷PCB制造商可以在陶瓷板上放置可互換的導體、半導體、導體、電容器或電阻器。在完成印刷和高溫燒結(jié)的過程后,板上的所有元件都可以被激光修整到他們想要的值。 陶瓷PCB有多少層存在混淆,但它是由陶瓷PCB的類型決定的。陶瓷PCB的最少層數(shù)為兩層,但根據(jù)產(chǎn)品的特性,可能會增加一些層數(shù)。 陶瓷PCB的用途 √ 大功率電力電子模塊,太陽能電池板組件等 √ 高頻開關(guān)電源、固態(tài)繼電器 √ 汽車電子、航空航天 √ 大功率LED照明產(chǎn)品 √ 通信天線,汽車點火器 百能云板陶瓷基板制程能力 項目 陶瓷基板制程能力 層數(shù) 1-6層 產(chǎn)品類型 單面、雙面、3D圍壩 生產(chǎn)時間 2-4周 陶瓷基板 氧化鋁、氮化鋁、氧化鋯、氧化鈹、氮化硅 最大PCB尺寸 127*178mm 成品板厚度(mm) 0.25,0.3、0.38、0.5、0.635、0.8、1.0、1.2、1.5、2.0 外形公差 ±0.1mm 最小線寬/線距 2mil/2mil 成品銅厚度 <127UM 孔徑公差 PTH:±0.075mm NPTH:±0.05mm 最小激光鉆孔直徑 0.06mm