大功率電子產(chǎn)品的陶瓷電路板—斯利通

（趙生）

1．陶瓷基板的組成 陶瓷電路板的基板材料通常用純度為96%左右的氧化鋁(Al203)燒結(jié)而成。制造陶瓷電路板的材料還有氮化鋁(AIN)、氧化鈹(Be0)、碳化硅(SiC)等，但由于成本及環(huán)境保護(hù)的緣故，這幾種材料至今未有大量采用。
陶瓷電路板的基板與導(dǎo)電金屬（銅、銀等）材料的連接與普通印制電路板（通常指有機(jī)材料PCB）不同，是采用薄膜或厚膜制作工藝，即利用真空蒸發(fā)或?yàn)R射或絲網(wǎng)印刷金屬漿料后燒結(jié)的方法，因而具有可靠的連接，并且可以通過(guò)激光刻蝕或氧化等方法調(diào)整阻值，可以直接在PCB上制造無(wú)源元件，特別適合各種模塊電路的制造，圖4.4.18所示為陶瓷電路板實(shí)例。

2．低溫共燒陶瓷基板
低溫共燒陶瓷(LTCC)是一種極具發(fā)展前景的新型陶瓷，使用這種陶瓷的基板，具有一系列電子基板所要求的優(yōu)點(diǎn)。
LTCC可實(shí)現(xiàn)多層基板，集互連、無(wú)源元件和封裝于一體，提供一種高密度、高可靠性、高性能及低成本的封裝形式，其最引人注目的特點(diǎn)是能夠使用良導(dǎo)體作布線，且使用介電常數(shù)低的陶瓷，從而減少電踣損耗和信號(hào)傳輸延遲，成為備受關(guān)注的射頻微波器件高密度封裝技術(shù)的制高點(diǎn)。

3．DBC陶瓷基板
直接敷銅(direct bonded copper,DBC)陶瓷基板是基于氧化鋁陶瓷基板發(fā)展起來(lái)的一種陶瓷表面金屬化技術(shù)，是為了滿足大功率模塊與電力電子器件的發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型陶瓷基板。
在高密度封裝和組裝中電路愈來(lái)愈復(fù)雜，電子元件越來(lái)越多，從而導(dǎo)致功率耗散迅速增加，發(fā)熱量急劇提高，一般基板材料的散熱性能很難滿足。DBC技術(shù)是利用銅的含氧共晶液直接將銅敷接在陶瓷上（相當(dāng)于把陶瓷和銅焊接起來(lái)），如圖4.4.18所示。由于降低了結(jié)構(gòu)的熱阻，從而提高了基板散熱性能。目前制造DBC陶瓷基板所用的陶瓷材料，主要是氧化鋁和氮化鋁。

4．陶瓷基板的特性與應(yīng)用
(1)陶瓷電路板主要優(yōu)點(diǎn)
①熱膨脹系數(shù)(CTE)小；
②化學(xué)穩(wěn)定性高；
③耐高溫、耐潮濕；
④良好的工藝和電氣性能。
(2)陶瓷電路板主要缺點(diǎn)
①陶瓷基板材質(zhì)脆性大，不適合制造大面積電路板；
②陶瓷材料的介電常數(shù)低，不適合用作高速電路基板；
③價(jià)格貴，不適合低成本應(yīng)用。
陶瓷基板主要用于IC封裝基板、電子模塊基板和部分高壓、高絕緣、高頻、高溫、高可靠的軍工、航天等特種要求的產(chǎn)品。