陶瓷基板、金屬基板、普通PCB基板區(qū)別

電路板被很多人譽(yù)為電子產(chǎn)品之母，它是計(jì)算機(jī)、手機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品的關(guān)鍵部件，在醫(yī)療、航空、新能源、汽車等行業(yè)有著廣泛應(yīng)用。近年來，電動(dòng)汽車、電力機(jī)車以及半導(dǎo)體照明、航空航天、衛(wèi)星通信等進(jìn)入高速發(fā)展階段，電子器件向大功率化，高頻化、集成化方向發(fā)展，其元器件在工作過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量如不能及時(shí)散去將影響芯片的工作效率，甚至造成半導(dǎo)體器件損壞而失效——對(duì)電子器件而言，通常溫度每升高10℃，器件有效壽命就降低30%-50%，因此，為保證電子器件工作過程的穩(wěn)定性，對(duì)電路板的散熱能力提出了更高的要求。目前市場上的PCB從材料大類上來分，主要可以分為三種，普通PCB基板，金屬基板，陶瓷基板。本文將重點(diǎn)討論陶瓷基板、普通PCB基板、金屬基板這三種常見的電子基板，比較他們的優(yōu)劣，并分析三種基板各自的應(yīng)用領(lǐng)域。

陶瓷基板簡介

陶瓷基板是一種采用陶瓷材料制成的電子基板，屬于無機(jī)材料，通常以氧化鋁（Al2O3）、氮化鋁（AlN）和氮化硅（Si3N4）等為主要成分，陶瓷基板具有良好的熱導(dǎo)性、高頻性和高溫穩(wěn)定性等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于大功率、高頻和高溫等苛刻環(huán)境下的電子設(shè)備。

斯利通陶瓷電路板

普通PCB簡介

PCB板（Printed circuit board），是指印刷電路板，是一種以絕緣基材料為基礎(chǔ)，上面分布著導(dǎo)電圖案的電子基板，根據(jù)層數(shù)的不同，PCB板可以分為單面板、雙面板和多層板，PCB板具有良好的設(shè)計(jì)靈活性，成本低和制作簡單等特點(diǎn)。是目前電子產(chǎn)業(yè)中最常用的基本類型。

金屬基板簡介

金屬基板是由電路層（銅箔），絕緣介質(zhì)層和金屬底板三部分構(gòu)成，其中金屬基材作為底板，表面上附上絕緣介質(zhì)層，與基材上面的銅箔共同構(gòu)成導(dǎo)通的線路，具有散熱性和機(jī)械加工性能佳的特點(diǎn)，目前應(yīng)用最廣泛的是是鋁基板，銅基板。

陶瓷基板、金屬基板和普通PCB板的區(qū)別與優(yōu)劣

1.材料與熱導(dǎo)性能

斯利通陶瓷基板采用陶瓷材料制成，是無機(jī)材料，熱導(dǎo)率高，對(duì)熱量的傳導(dǎo)和散熱能力強(qiáng)。氧化鋁（Al2O3）的熱導(dǎo)率為25-35w/m.k,氮化鋁（AlN）的熱導(dǎo)率為170-230w/m.k，氮化硅（Si3N4）的熱導(dǎo)率為80-100w/m.k。

普通PCB的基材為絕緣材料，熱導(dǎo)率低，熱量的傳導(dǎo)和散熱能力較弱。FR-4的熱導(dǎo)率為0.3-0.4 w/m.k.

金屬基板的基材為金屬材料，熱導(dǎo)率較高，鋁基板的熱導(dǎo)率為0.7-3w/m.k。銅基板的熱導(dǎo)率為300-400w/m.k，主要用于汽車前燈，尾燈，無人機(jī)，但銅的價(jià)格昂貴，成本高，絕緣性差.

2.電氣性能和高頻性

陶瓷基板具有較高的介電常數(shù)和介電損耗，使其在高頻電路中具有優(yōu)異的電氣性能。氧化鋁（Al2O3）的介電常數(shù)：9-10，介質(zhì)損耗：3-10；氮化鋁（AlN）的介電常數(shù)：8-10，介質(zhì)損耗：3-10；氮化硅（Si3N4）的介電常數(shù)：8-10，介質(zhì)損耗：0.001-0.1。

普通PCB板的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗相對(duì)較低，導(dǎo)致在高頻電路中電氣性能較差，PCB的介電常數(shù)：4.0-5.0，介質(zhì)損耗：0.02--0.04.

金屬基板的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗也相對(duì)較低，在高頻電路中也具有較好的電器性能，銅基板的介電常數(shù)：3.0-6.0，介質(zhì)損耗：0.01--0.03 鋁基板的介電常數(shù)：2.5--6.0，介質(zhì)損耗：0.01--0.04

3.機(jī)械強(qiáng)度與可靠性

陶瓷基板具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和抗彎曲性，同時(shí)在高溫環(huán)境下和惡劣環(huán)境下有較高的可靠性和穩(wěn)定性，氧化鋁（Al2O3）的機(jī)械強(qiáng)度：300Mpa-350Mpa，氮化鋁（AlN）的機(jī)械強(qiáng)度：300Mpa-400Mpa，氮化硅（Si3N4）的機(jī)械強(qiáng)度600Mpa-800Mpa.

普通PCB的機(jī)械強(qiáng)度較低，容易受到溫度和濕度等因素的影響，導(dǎo)致其在高溫和潮濕的環(huán)境下可靠性降低。普通PCB的機(jī)械強(qiáng)度8Mpa-500Mpa，：

金屬基板的機(jī)械強(qiáng)度較高，電子產(chǎn)品在工作時(shí)具有較高的散熱性和電磁屏蔽性，銅基板的機(jī)械強(qiáng)度：600-800Mpa，鋁基板的機(jī)械強(qiáng)度：200Mpa-300Mpa.

4.成本與設(shè)計(jì)的靈活性

普通PCB基板在制作工藝和設(shè)計(jì)靈活性方面具有明顯優(yōu)勢，由于其基材為絕緣材料，制作成本較低，并且可根據(jù)需求設(shè)計(jì)各種層數(shù)的印刷電路板；

鋁基板的制作成本比較低，可以改善電路層面的散熱。銅基板的導(dǎo)熱性能很強(qiáng)，但銅的價(jià)格較貴，導(dǎo)致銅基板的制作成本較高，金屬基板的絕緣性能很差，設(shè)計(jì)也有一定的局限性；

陶瓷基板相對(duì)普通PCB 、鋁基板的制作成本比較高，設(shè)計(jì)的靈活性也相對(duì)較低。

由于陶瓷基板，金屬基板和普通PCB板各自的特點(diǎn)，導(dǎo)致他們在應(yīng)用領(lǐng)域有一定的差異。

陶瓷基板由于其優(yōu)異的熱導(dǎo)性，高頻特性和高溫穩(wěn)定性，更適用于大功率，高頻和高溫等苛刻環(huán)境下的電子設(shè)備，如通信設(shè)備，汽車電子，激光器，醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。同時(shí)，陶瓷基板在高端LED照明，太陽能光伏等產(chǎn)業(yè)有廣泛應(yīng)用。

金屬基板有一定的導(dǎo)（散）熱，電磁屏蔽，尺寸穩(wěn)定等性能，近年來，在通信電源，汽車，摩托車，電動(dòng)機(jī)，電器，辦公自動(dòng)化等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用

普通PCB板因其成本低，設(shè)計(jì)靈活性好，適用于各類電子設(shè)備的基板，特別是對(duì)成本和設(shè)計(jì)靈活性要求較高的消費(fèi)電子產(chǎn)品，如：手機(jī)，平板電腦，家用電器等領(lǐng)域。此外，PCB板在工業(yè)控制，航空航天等領(lǐng)域也有一定的應(yīng)用。

陶瓷基板、金屬基板與普通PCB板分別代表了三種不同類型的電子基板，各自具有一定的優(yōu)劣。陶瓷基板在熱導(dǎo)性，高頻性和高溫穩(wěn)定性方面表現(xiàn)出色，適用于大功率和高頻等苛刻環(huán)境下的電子設(shè)備。金屬基板具有一定的導(dǎo)熱性能，鋁基板的導(dǎo)熱率、成本較低，銅基板的熱導(dǎo)率高，但銅的價(jià)格較貴，成本較高，絕緣性很差，需要做絕緣層處理，適用于一般導(dǎo)（散）熱，電磁屏蔽，尺寸穩(wěn)定等性能的電子產(chǎn)品。而PCB板以其成本低，設(shè)計(jì)靈活性好等優(yōu)點(diǎn)，在消費(fèi)電子領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。斯利通建議在實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)產(chǎn)品的性能需求，使用環(huán)境，成本預(yù)算和設(shè)計(jì)要求等因素，合理選擇陶瓷封裝基板、金屬基板或普通PCB板，以滿足不同場景的需求。