電路基板是信息工業(yè)的基礎(chǔ)原材料。自1943年用酚醛樹脂基材制作的覆銅箔板開始進入實用化以來，基板材料的發(fā)展非常迅速。電路基板大致可以分為三大類：高分子電路基板（印刷電路板）、金屬電路基板（金屬基板）、陶瓷電路基板。

下面我們著重了解一下陶瓷電路基板：

陶瓷基板是指銅箔在高溫下直接鍵合到陶瓷基片表面(單面或雙面)上的特殊工藝板。所制成的超薄復(fù)合基板具有優(yōu)良電絕緣性能，高導(dǎo)熱特性，優(yōu)異的軟釬焊性和高的附著強度，并可像PCB板一樣能刻蝕出各種圖形，具有很大的載流能力。因此，陶瓷基板已成為大功率電力電子電路結(jié)構(gòu)技術(shù)和互連技術(shù)的基礎(chǔ)材料。

1. 陶瓷基板簡介

氧化鋁陶瓷基板是比較早出現(xiàn)的陶瓷基板，發(fā)展趨勢一直很好。2015年國內(nèi)氧化鋁陶瓷基板（熱導(dǎo)率25W/m·K）產(chǎn)量超過200萬平方米，約占世界總產(chǎn)量10%。

氮化鋁陶瓷基板在氧化鋁的基礎(chǔ)上發(fā)揮了更優(yōu)異的性能，2015年國內(nèi)氮化鋁陶瓷基板（熱導(dǎo)率200W/m·K）產(chǎn)量約為5000平方米，約占世界總產(chǎn)量0.1%。

在已有技術(shù)中，一般認為氮化硅的熱導(dǎo)率低，所以它不適于作電路基片。然而，近年來，如日本特許公開135771/1994中公開了對提高氮化硅陶瓷熱導(dǎo)率所作的改進，人們已可得到熱導(dǎo)率約為120W/MK的氮化硅陶瓷。

2. 陶瓷基板特點

陶瓷電子基板機械應(yīng)力強，形狀穩(wěn)定；高強度、高導(dǎo)熱率、高絕緣性；結(jié)合力強，防腐蝕；具有極好的熱循環(huán)性能，循環(huán)次數(shù)達5萬次，可靠性高；與PCB板(或IMS基片)一樣可刻蝕出各種圖形的結(jié)構(gòu)；無污染、無公害。

但其產(chǎn)量極低，由于制造技術(shù)及工藝研發(fā)成本問題，現(xiàn)在較高端的新陶瓷基板單位價格較高，但是產(chǎn)品生產(chǎn)過程和產(chǎn)品本身完全環(huán)保，技術(shù)瓶頸及貿(mào)易壁壘突破后，隨著產(chǎn)量增加價格會大幅降低，是未來電子線路基材的發(fā)展方向。

3. 陶瓷基板的優(yōu)點

陶瓷基板的熱膨脹系數(shù)接近硅芯片，可節(jié)省過渡層Mo片，省工、節(jié)材、降低成本；減少焊層，降低熱阻，減少空洞，提高成品率；

在相同載流量下0.3mm厚的銅箔線寬僅為普通印刷電路板的10%；優(yōu)良的導(dǎo)熱性，使芯片的封裝非常緊湊，從而使功率密度大大提高，改善系統(tǒng)和裝置的可靠性；

超薄型(0.25mm)陶瓷基板可替代BeO，無環(huán)保毒性問題；

載流量大，100A電流連續(xù)通過1mm寬0.3mm厚銅體，溫升約17℃；100A電流連續(xù)通過2mm寬0.3mm厚銅體，溫升僅5℃左右；

熱阻低，10×10mm陶瓷基板的熱阻0.63mm厚度陶瓷基片的熱阻為0.31K/W，0.38mm厚度陶瓷基片的熱阻為0.19K/W，0.25mm厚度陶瓷基片的熱阻為0.14K/W；

絕緣耐壓高，保障人身安全和設(shè)備的防護能力。

4. 陶瓷基板的性能要求

機械性質(zhì)：有足夠高的機械強度，除搭載元件外，也能作為支持構(gòu)件使用；加工性好，尺寸精度高；容易實現(xiàn)多層化；表面光滑，無翹曲、彎曲、微裂紋等。

電學(xué)性質(zhì)：絕緣電阻及絕緣破壞電壓高；介電常數(shù)低；介電損耗??；在溫度高、濕度大的條件下性能穩(wěn)定，確保可靠性。

熱學(xué)性質(zhì)：熱導(dǎo)率高；熱膨脹系數(shù)與相關(guān)材料匹配（特別是與Si的熱膨脹系數(shù)要匹配）；耐熱性優(yōu)良。

其它性質(zhì)：化學(xué)穩(wěn)定性好；容易金屬化，電路圖形與其附著力強；無吸濕性；耐油、耐化學(xué)藥品；α射線放出量?。凰捎玫奈镔|(zhì)無公害、無毒性；在使用溫度范圍內(nèi)晶體結(jié)構(gòu)不變化；原材料豐富；技術(shù)成熟；制造容易；普通陶瓷基板價格低。

5. 現(xiàn)階段重點市場

電動汽車、地鐵和高鐵：德國、挪威和美國等18國聯(lián)盟宣稱2030年禁止燃油汽車的生產(chǎn)與銷售，利好電動汽車。國家一帶一路戰(zhàn)略，利好高鐵市場。國家城鎮(zhèn)化建設(shè)，利好城市軌道交通市場。國內(nèi)電動汽車陶瓷基板市場超100億人民幣/年。

半導(dǎo)體制冷：半導(dǎo)體制冷片可用于溫度控制和溫差發(fā)電，現(xiàn)在用于半導(dǎo)體制冷片的陶瓷基板市場超過1億元人民幣/年。

LED照明：2014年元旦，美國政府立法禁止白熾燈生產(chǎn)和銷售，LED市場爆發(fā)。藍光LED研究獲2014年度諾貝爾物理學(xué)獎。硅基LED照明研究獲2014年度中國國家技術(shù)發(fā)明一等獎。國內(nèi)LED照明陶瓷基板市場超200億元人民幣/年。

5G通訊：華為公司和中興公司已經(jīng)將半導(dǎo)體制冷技術(shù)列為5G通訊設(shè)備與終端的關(guān)鍵支撐技術(shù)，預(yù)期高效散熱技術(shù)產(chǎn)品市場將在5G通訊市場中爆發(fā)性增長，預(yù)期超50億元/年。云計算大數(shù)據(jù)、人工智能、無人駕駛和機器人等信息產(chǎn)業(yè)的未來技術(shù)熱點均需要高性能陶瓷電子線路基板材料的強力支撐。

5. 陶瓷基板發(fā)展趨勢

自陶瓷基板產(chǎn)品問世，開啟了散熱應(yīng)用行業(yè)的發(fā)展，由于陶瓷基板散熱特色，加上陶瓷基板具有高散熱、低熱阻、壽命長、耐電壓等優(yōu)點，隨著生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備的改良，產(chǎn)品價格加速合理化，該產(chǎn)業(yè)未來的市場領(lǐng)域應(yīng)該很寬廣。