传统的PCB行业已经集中精力在传统基板和层压材料的小型化以及增加的层数上。然而，一些挑战，如散热问题、电路板多余物的去除以及热膨胀系数（CTE）等，使人们不得不寻求其他更有利于解决这些问题的材料。这就引入了陶瓷材料的应用。
陶瓷的优势
陶瓷材料，如氧化铝、氮化铝和氧化铍，在导热性、耐侵蚀性和CTE方面的性能都超越了传统板材，如聚酰亚胺、聚苯乙烯、环氧玻璃纤维和酚醛树脂。陶瓷材料在组件兼容性和高密度跟踪路由方面也表现出色，特别适用于高密度多媒体接口（HDMI）连接等应用。这些特性使得陶瓷材料成为制造多层板的理想选择。
氧化铝陶瓷基板
氧化铝陶瓷基板因其高机械强度、良好的绝缘性和遮光性而在多层布线陶瓷基板、电子封装以及高密度封装基板中得到广泛应用。然而，目前国内在氧化铝陶瓷基板的生产中存在一些问题，例如烧结温度过高，这导致我国对这一关键部件主要依赖进口。
氧化铝有多种同质异晶体，如α-Al2o3、β-Al2o3、γ-Al2o3等，其中α-Al2o3的稳定性最高，具有密度与机械强度较高的优势，因此在工业中得到广泛应用。氧化铝陶瓷可根据其纯度进行分类，纯度超过99%的被称为刚玉瓷，而纯度在99%、95%和90%左右的被称为99瓷、95瓷和90瓷，含量超过85%的一般称为高铝瓷。这些不同类型的氧化铝陶瓷在密度、抗弯强度、线性膨胀系数、热导率和绝缘强度等方面具有不同的特性，可满足各种应用需求。
黑色氧化铝陶瓷基板
黑色氧化铝陶瓷基板广泛用于半导体集成电路和电子产品中。这主要是因为许多电子产品具有高光敏性，需要封装材料具有较强的遮光性，以保障数码显示的清晰度。因此，黑色氧化铝陶瓷基板在电子产品封装中备受青睐。在选择黑色着色料时，需要考虑陶瓷原材料的性能，如电绝缘性、隔热性以及其他功能。陶瓷着色过程中，低温环境可能会影响着色料的挥发性，因此需要一定的保温时间，以确保着色效果。
不同类型的陶瓷PCB
陶瓷PCB包括厚膜陶瓷PCB、低温共烧陶瓷（LTCC）PCB和高温共烧陶瓷（HTCC）PCB等。每种类型都有其独特的应用领域和特性。
厚膜陶瓷PCB
这些电路板由印刷在陶瓷基底上的金和介电膏组成，并在略低于1000°C的温度下烘烤。厚膜陶瓷PCB可以使用金或铜，而铜由于成本较低而使用最多。为了防止氧化，该板在氮气中烘烤。
低温共烧陶瓷（LTCC）PCB
LTCC使用共烧，同时燃烧非玻璃、玻璃复合材料或玻璃晶体等材料。痕迹通常是金，以实现高热导率，并且电路板在900°C下烘烤。
高温共烧陶瓷（HTCC）PCB
HTCC使用氧化铝和粘合剂以及增塑剂、溶剂和润滑剂。电路描线可以是金属，例如钨和钼，并且烘烤温度可以高达1600°C至1700°C。此方法最适合用于小型电路板和载波电路。
陶瓷多层PCB的应用
陶瓷多层PCB在高速、大功率电路应用中表现出色。与传统的电路板材料相比，这些电路板可以降低多达90%的寄生电容，为未来在航空航天、医疗设备、工业和汽车工业中的应用提供了最大的希望。iPcb®是一家专业高精密PCB电路板制造商，可以批量生产4-46层pcb板、电路板、线路板、高频板、高速板、HDI板、pcb线路板、高频高速板、双面、多层线路板、hdi电路板、混压电路板、高频电路板、软硬结合板等。
优点和缺点
陶瓷多层PCB的主要优点在于其热性能。其中最重要的是导热率，它在很大程度上超越了传统材料。在下表中，我们将最常用的板材FR4与陶瓷多层板进行了比较。
| 特性 | 陶瓷多层PCB | FR4 |
|---|---|---|
| 导热率 (W/m·K) | 高 | 低 |
| 机械强度 | 高 | 低 |
| 绝缘性 | 优秀 | 良好 |
| 寄生电容降低率 | 显著 | 有限 |
如上表所示，陶瓷多层PCB在导热率、机械强度和寄生电容降低率等方面都具有明显优势，这使得它们在高性能电路应用中备受欢迎。
陶瓷多层PCB作为一种新兴的电路板材料，具有出色的热性能和机械性能，为未来电子产品的发展提供了广阔的空间。随着技术的不断进步，陶瓷PCB将在航空航天、医疗设备、工业和汽车工业中发挥越来越重要的作用。因此，对于PCB开发领域的专业人士和制造商来说，了解和掌握陶瓷多层PCB的应用和优势将变得至关重要。
