从基板层面来看，陶瓷PCB有铝基板、AlN基板、BeO基板、Si₃N₄基板、混合基板等。从电路板的层数来看，有单层、双层、多层等。这里我们只根据陶瓷基板的不同来列出陶瓷PCB的类型。

氧化铝基板

优点：价格便宜、导热性好、电阻大、硬度高、电绝缘性高、耐腐蚀性强、生物相容性高

应用：白光、红外、VCSEL LED灯

氧化铝（Al2O₃）PCB，或称氧化铝PCB，是当前市场上最常用的陶瓷PCB，因为其价格便宜且性能优良。氧化铝具有良好的导热性和电阻。因此，当使用氧化铝PCB时，无需添加绝缘层。

氧化铝PCB主要用于3W至5W功率的LED。为什么？因为导热性能不太好，无法满足大功率器件的要求。

氧化铝具有比半导体更高的热膨胀系数。因此，您不能指望将氧化铝 PCB 用于大规模集成电路。

但一般来说，如果您的设备对功率要求不是很高，那么氧化铝 PCB 就足够了。

在氧化铝PCB市场中，有75%、96%和99%氧化铝PCB——纯度越高，性能越好，但成本也越高。PCBONLINE 使用 96% 的氧化铝来制造氧化铝 PCB。为什么？因为这是为了质量和制造成本之间的平衡。从下表中，您会发现96%和99%氧化铝在性能上并没有太大差异。

氮化铝PCB

优点：较高的导热率和电阻、高硬度、高机械强度、较高的电绝缘性、耐腐蚀性强、生物相容性高、热膨胀系数接近Si

应用：高功率LED、电源模块、激光领域

氮化铝 PCB 或 AlN PCB 的导热率比氧化铝 PCB 高 7 至 10 倍。为什么导热系数首先被提及并且多次被提及？因为它是评价陶瓷PCB最重要的性能。

氮化铝PCB被认为是未来最有前途的陶瓷PCB。使用它们，热量可以立即从 IC 和其他昂贵的组件中消散。因此大功率器件，如LED船灯、卡车灯、太阳能电池模块、大规模集成电路等均采用AlN PCB作为基板。热量不会在芯片中积聚，因此设备可以在高电流下长时间正常工作。

AlN PCB 受到高功率 LED 和电源模块欢迎的另一个原因是其与半导体 Si (3.5~4×10ˆ-6°C) 相似的热膨胀系数 (4.6×10ˆ-6°C)。这些大功率器件的芯片是由硅制成的。由于热膨胀系数相似，芯片在热变形过程中不会从 AlN PCB 基板上脱落。

您可以在下表中查看 AlN PCB 的更多特性。

氮化硅PCB

优点：高导热率、高强度、高断裂韧性

应用：IGBT模块、车载模块、军工、航天、航空模块

与易碎的传统陶瓷材料不同，在高温下，氮化硅PCB或Si₃N₄PCB具有良好的机械强度和断裂韧性。此外，Si₃N₄ PCB 具有高导热率 (80+W/mK)。此外，氮化硅PCB的热膨胀系数与Si相匹配。

如您所知，车辆用 IGBT 模块需要比工业级 IGBT 更高的导热率。车辆模块工作在振动环境中。为了安全起见，汽车材料还应具有良好的抗冲击性能。

因此车辆级模块均采用氮化硅PCB。出于同样的原因，军事、航天和航空模块也采用 Si₃N₄ PCB。

然而，氮化硅PCB的制造并不那么容易。当电路层溅射到氮化硅基板上时，结合并不稳定。换句话说，电路层可能会从陶瓷基板上脱落。值得庆幸的是，PCBONLINE 拥有用于车辆级 IGBT 模块的氮化硅 PCB 的成功制造经验。

氮化硅 PCB 的最后一个缺点是比其他陶瓷 PCB 的电阻和绝缘性较低。因此，当您设计 Si₃N₄ PCB 项目时，请记住这一点。

碳化硅PCB

优点：即使在1400°C下也具有良好的强度，极高的导热性和电阻，良好的半导体导电性，高硬度

应用：激光领域

碳化硅（SiC）和金刚石一样，只是碳的比例不同。因此碳化硅PCB具有极高的热阻。对于 SiC PCB 来说，在 1000°C 下工作很容易。这就是为什么它们可以用于激光领域。

SiC具有Si的特性，因此具有接近半导体的特性。换句话说，与其他陶瓷 PCB 不同，SiC PCB 不具有高绝缘性。

目前 SiC PCB 的制造成本极其昂贵。但未来，随着制造技术的进步，我们可以期待碳化硅PCB有更多的应用。

这是不同陶瓷 PCB 基板的导热系数表。

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【文章来源】：展至科技

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