陶瓷pcb電路板為什么會應用于航空航天業？

陶瓷材料對于高度可靠的電子應用特別有用，在19世紀，陶瓷材料應用是隔離器和燈泡插座的標準。以及在1930年代廣泛使用的無線電管、早期起博器和軍用電子設備中使用高科技應用陶瓷的發展。

從那時起，不斷提高的制造技術極大地提高了材料類別，從普通材料到新的混合物和納米技術，再到今天的技術陶瓷水平。

一、特性和材料

與早期的標準陶瓷材料相比，新技術陶瓷的耐用性、惰性和化學特性都有所提高。甚至物理性質也發生了各種變化，例如，它們不像以前那樣容易破碎，這是以前陶瓷應用的常見問題。在大多數應用案例中，特別是在航空航天領域的應用中，陶瓷作為印刷陶瓷電路板的合適材料系統有多種用途。然而，必須注意的是，陶瓷材料是一類材料，與其應用和功能中使用的技術或特定化學無關。

陶瓷是一大類技術材料，為實現高級要求提供了良好的機會。陶瓷材料的最大優點是它們的熱機械性能。其熱特性包括膨脹系數、熱導率、熱容量、在熱循環影響下的老化和承受更高溫度的能力。上述特性有利于電子應用，尤其是航空航天。例如，與聚合物和環氧樹脂不同，陶瓷材料不會分解，與有機物等其他物質相比，它們的化學鍵不會因熱和紫外輻射而分解。此外，陶瓷不會大量浸泡或吸收濕氣，也不會在深空的極端真空中放氣。

二、功能

FR型PCB相比，陶瓷材料需要針對電子功能進行結構化。這需要不同技術和使用其他材料。例如，由陶瓷和銅制成的pcb可以使用氧化鋁或氮化鋁，并使用環氧樹脂粘合劑覆蓋銅箔。雖然這對大多數應用都是有益的，但在各種熱應用中卻沒有好處。這種限制和其他限制導致了直接鍵合銅（DBC）等產品解決方案，包括用于硝酸鋁的類似覆蓋技術，該技術廣泛用于功率芯片，例如絕緣柵雙極發射器。

三、材料和層堆疊

氧化鋁（Al2O3）是最具成本效益的陶瓷材料，也是最常用的陶瓷材料，因為它具有24至-28W/mk的出色導熱性，而金屬芯PCB的導熱系數為1至4W/mk。

硝酸鋁 (AlN) 在 140 至 170 W/mK 時提供卓越的熱性能，同時原材料成本也高得多，并且通常僅設計在最高技術的產品中。

四、航空航天應用

航空航天應用通常沒有還原，因為它們的主要目標是使用陶瓷電路板，主要是作為電源主導技術的基礎。為了直接從這組材料中受益，工程師和設計師必須充分了解和理解這些材料所具有的限制和限制以及它們如何相互作用。在決定使用陶瓷是否有利于所需應用時，需要結合計算和平衡優缺點來評估必要的工藝條件。

航空航天電子用陶瓷材料的一些優勢特性包括：

> 熱膨脹系數——非常接近硅，遠低于大多數常見金屬；

> 出色的電氣隔離——即使在高溫和整個生命周期內；

> 良好的導熱性作為隔離器 - 可用于熱擴散和分布；

> 高頻率下穩定的介電性能和低損耗；

> 對許多化學品、水分、溶劑和消耗品具有化學穩定性；

> 由于物質的稠度，老化非常緩慢；

> 與貴金屬漿料燒結技術兼容——產生高度可靠的導體；

> 高加工溫度——遠離正常工作范圍；

> 耐熱性——沒有典型的熔化、分解或軟化；

> 機械剛度——為在真空、流體和工業污染中工作的傳感器提供剛性載體、硬度和耐磨性；

耐受 EUV、等離子和離子轟擊，并且在高真空中幾乎不放氣，是 EUV 半導體設備傳感器的理想選擇。