随着电子产品不断优化升级，其内部承载所有元器件的印刷电路板也在不断改进。与传统玻璃纤维或 FR-4 板以及其他由铜和铝制成的金属覆层板相比，陶瓷电路板的引入在性能和功能方面取得了显着进步。

然而，正如所有事物一样，采用陶瓷基板的电路板既有优点也有缺点，但是优点大大超过缺点。

陶瓷 PCB 的优点

高稳定性

制造商通过将铜箔粘合在基材上来制造常规印刷电路板。基材材料可以是各种材料，如酚醛树脂或FR-3、玻璃纤维或FR-4、PTFE、铜基、铝基、复合陶瓷等。粘合材料通常是环氧树脂或酚醛树脂。

有多种因素可能导致 PCB 出现不同程度的翘曲。这些因素可能具有化学性质，包括热应力、生产工艺不当以及与 PCB 生产相关的其他因素。覆铜板制造过程中，铜厚度和基板两侧的粘合不对称也可能导致电路板翘曲。

对于陶瓷 PCB，制造商使用磁控管或真空溅射技术将铜电路粘合到基材上。这会产生非常强的结合力，防止铜箔轻易剥落。因此，陶瓷板非常稳定和可靠。

更高的载流能力

与由玻璃环氧树脂制成的常规印刷电路板相比，陶瓷板具有更高的导热率。因此，陶瓷板可以有效地消除承载高电流的铜走线产生的热量。例如，带有 1 x 0.3 mm 铜轨、承载 100 A 电流的陶瓷板的温升约为 17 °C。另一块带有 2 x 0.3 mm 铜轨的陶瓷板可承载相同的 100 A 电流，其温升仅约为 5 °C。

高导热性

与导热系数在12-38 W/mK之间的氧化铝和导热系数在170-230 W/mK之间的氮化铝相比，陶瓷基板的导热系数可以达到约230 W/mK，具体取决于其材料组成及制备方法。

热膨胀系数

由于其高结合强度，陶瓷基板的热膨胀系数与铜的热膨胀系数更加接近。

低热阻

由于陶瓷基板具有高导热率，因此它们将表现出低热阻。例如，对于尺寸为 10 x 10 mm 的陶瓷基板，厚度为 0.63 mm 的热阻为 0.31 K/W，厚度为 0.38 mm 的热阻为 0.19 K/W，厚度为 0.25 mm显示热阻为 0.14 K/W。

低介电损耗

陶瓷基板在受到电磁场作用时表现出低介电损耗。具有高电导率的材料在充电时允许自由电子流动。然而，绝缘体表现出低电导率和低电子运动。许多工业应用需要绝缘体，例如陶瓷基板，它可以承受高电压而没有太多介电损耗。

低介电常数

即使在高湿度和高温的情况下，陶瓷板也高度稳定。这是因为陶瓷基板具有低介电常数，允许电路板在极端环境条件下保持不变或不损坏。这意味着，使用陶瓷板的设备将表现出更高的可靠性、更好的质量，并增加安全性。

高介电强度

陶瓷基板在击穿之前可以承受高电压。这比普通印刷电路板材料所能承受的要高得多。此外，与其他材料相比，陶瓷基板可以更长时间地承受高电压而不会损坏。这使得陶瓷基板成为更优越的绝缘材料。

高体积电阻率

这是衡量材料抵抗电流流动能力的指标。与常规 PCB 材料相比，陶瓷基板即使在高温下也具有相当高的体积电阻率。这是一个非常重要的特性，因为它意味着 ESD 或静电放电安全，可以保护安装在板上的敏感组件免受 ESD 的影响。

高宇宙射线抵抗力

陶瓷PCB可以显着抵抗宇宙射线辐射。这个功能对于在地球表面或附近工作的设备来说可能并不重要，但对于航空航天设备来说，这是一个非常重要的问题。这是因为在太空中，人们会更多地接触更高水平的宇宙射线辐射。在宇宙辐射可能损坏普通 PCB 的情况下，陶瓷 PCB 提供了更好的选择。

陶瓷 PCB 的缺点

成本高

虽然陶瓷板的成本比相同尺寸的普通板高，但陶瓷PCB的性价比要低得多。例如，由于陶瓷 PCB 的寿命远高于普通电路板的寿命，因此陶瓷电路板的更换次数要少得多。

高度脆弱

陶瓷板易碎，与普通印刷电路板相比更易碎。因此，陶瓷板需要更好、更小心的处理。例如，在设备内部安装时，操作员必须小心，不要对陶瓷板施加任何可能导致其扭曲的过度压力。因此，大多数陶瓷板的外形尺寸都很小。

低可用性

供应合适类型陶瓷板的制造商并不多。这种低可用性增加了电路板的成本。

结论

陶瓷板凭借自身的优势，在太阳能电池板组件、大功率电子模块、高频开关电源、汽车电子、固态继电器、大功率LED照明产品、航空航天、军工电子以及通信电子等领域越来越受欢迎。

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【文章来源】：展至科技

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