[PCB] 捷多邦研究分享:高性能陶瓷基板的工艺优化方法

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捷多邦PCBA 发表于 2025-9-8 18:11 | 显示全部楼层 |阅读模式

陶瓷基板是以陶瓷材料为基体、金属导电层为电路的高性能电路板。其制造过程涉及陶瓷基体准备、金属层结合、图形化工艺以及表面处理,每一步都直接影响导热、绝缘和耐高温性能。

核心制造工艺
陶瓷基体制备
选择氧化铝、氮化铝或氮化硅材料;
高温烧结形成致密陶瓷板,保证机械强度和热导性能;
对氮化铝需严格控制氮气保护,防止热分解。

金属导电层结合
DBC:通过高温压力将铜片直接键合在陶瓷表面,适合大功率应用;
AMB:在氮气或真空环境下使用活性金属钎焊铜层,适合复杂热负荷场景;
厚膜/薄膜工艺:用于精密或高频电路,保证线路精度与局部散热。

图形化与加工
丝网印刷、激光刻蚀等方式形成电路图形;
控制线路宽度、间距和铜层厚度,以满足电流承载和散热需求。

表面处理
镀镍/金、化学镀或锡镀处理,提高焊接可靠性和防氧化性能;
对柔性连接或复杂组件区域进行特殊涂层保护。

应用优势
高导热、高绝缘,适合功率模块、激光器、光伏逆变器;
耐高温、耐热循环,延长器件寿命;
减少连接器和散热结构,提升系统可靠性和轻量化。

未来发展趋势
高导热陶瓷材料:如改良AlN材料,导热系数可进一步提升至 200–250 W/m·K;
多层陶瓷基板:实现高密度电路布线与三维集成,提高功能集成度;
智能制造与工艺监控:数字化监控层压、钎焊、厚膜参数,实现高一致性生产;
环保与安全材料:减少有毒材料使用,如氧化铍的替代方案;
定制化应用:根据功率密度和热管理需求,提供高性能陶瓷基PCB定制解决方案。

陶瓷基板的技术不断发展,为功率电子、光伏、激光器等高性能应用提供了可靠的基础材料和工艺支持。


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