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陶瓷基板 （Ceramic PCB, Ceramic Substrate）

说明：陶瓷基板为电路板的一种，与传统FR-4或铝基板不同的是，其具有与半导体接近的热膨胀系数及高耐热能力，适用于具备高发热量的产品（高亮度LED、太阳能），其优异的耐候特性更可适用于较恶劣之户外环境。 主要应用产品：高功率LED载板、LED车灯、LED路灯、太阳能inverter LED路灯 太阳能inverter

陶瓷基板特色：
结构：优秀机械强度、低曲翘度、热膨胀系数接近硅晶圆（氮化铝）、高硬度、加工性好、尺寸精度高
气候：适用高温高湿环境、热导率高、耐热性佳、耐腐蚀与磨耗、抗UV&黄化
化学：无铅、无毒、化学稳定性好
电性：高绝缘电阻、容易金属化、电路图形与之附着力强
市场：材料丰富（陶土、铝） 、制造容易、价格低

PCB材料热特性比较（传导率）：
玻璃纤维基板（传统PCB）：0.5W/mK、铝基板：1~2.2W/mK、陶瓷基板：24[氧化铝]~170[氮化铝]W/mK

材料热传导系数（单位W/mK）：
树酯：0.5、氧化铝：20-40、碳化硅：160、铝：170、氮化铝：220、铜：380、钻石：600

陶瓷基板制程分类：
依线路陶瓷基板制程分为：薄膜、厚膜、低温共烧多层陶瓷（LTCC）
薄膜制程（DPC）：精确控制组件线路设计（线宽与膜厚）
厚膜制程（Thick film）：提供散热途径与耐候条件
低温共烧多层陶瓷（HTCC）：利用玻璃陶瓷具低烧结温度，可和低熔点、高导电性贵重金属共烧的特性，实现多层陶瓷基板）和构装。
低温共烧多层陶瓷（LTCC）：堆栈数个陶瓷基板并嵌入被动组件以及其它IC

薄膜陶瓷基板制程：
．前处理→溅镀→光阻披覆→曝光显影→线路电镀→去膜
．迭片→热压→脱脂→基片烧成→形成电路图形→电路烧成
．迭片→表面印刷电路图形→热压→脱脂→共烧
．印刷电路图形→迭层→热压→脱脂→共烧

陶瓷基板厚膜与薄膜线路差异：

薄膜与厚膜制程产品之差异分析：

	薄膜制程	厚膜制程
线路精准度	精准度较高问差低于±1%	以印刷方式成形误差值较高±10%
镀层材料	材料稳定度较高	易受浆料均匀性影响
镀层表面	表面平整度高	平整度低误差值约1～3um
设备维护	维护较不易，费用较高	生产设备维护较为简易
镀层附着性	无须高温烧结，不会有氧化物生成，附着性佳	附着性受基板材料影响AIN基板尤差
线路位置	使用曝光显影，相对位置精准度高	受网版张力及印刷次数影响，相对位置精准度低

表面电镀材料分为：氧化铝（Al203）、氮化铝（AIN）、氧化镀（BeO）

氮化铝与氧化铝特性比较：
氧化铝：材料取得容易、成本较低、制程较简单、热传导系数较差
氮化铝：材料取得不易、成本较高、制程较难、热传导系数较佳

热传导	弯曲强度	热膨胀	介电常数	介电击穿电压

氮化铝与氧化铝导热性比较：

陶瓷基板可靠度试验条件：-高低温冲击试验
陶瓷基板高温操作：85℃
陶瓷基板低温操作：-40℃
陶瓷基板冷热冲击：1. 155℃（15min）←→-55℃（15min）/300cycle 2. 85℃（30min）←→-40℃（30min）/RAMP：10min（12.5℃/min）/5cycle
陶瓷基板附着力：以3M#600之胶带密贴于板面,30秒后与板面成90°方向速撕,不得脱落。
陶瓷基板红墨水实验：煮沸一小时，不可渗透
陶瓷基板专有名词：
三氧化二铝（Al2O3）
氮化铝（AlN）
陶瓷基板（Ceramic PCB , Ceramic Substrate , Ceramic circuit board）
芯片（chip）
薄膜陶瓷：COB （Chip On Board）
晶粒（Die）
薄膜制程（DPC）
蒸镀（Evaporation）
LED载板（LED Lighting Board）
低温共烧层陶瓷（LTCC）
绝缘层（Polymer）
厚膜制程（Thick film）
打线（Wire bonding）
溅镀（Sputtering）
散热基板（Submount）