陶瓷PCB在电子封装过程中基板主要起机械支撑保护与电互连(绝缘)作用。随着电子封装技术逐渐向着小型化、高密度、多功能和高可靠性方向发展示，电子系统的功率密度随之增加，散热问题越来越严重。器件的散热影响条件众多，其中基板材料的选用也是关键的一环。为了提高这些微电子器件性能 (特别是可靠性)，必须将其芯片封装在真空或保护气体中，实现气密封装 (芯片置于密闭腔体中，与外界氧气、湿气、灰尘等隔绝)。因此，必须首先制备含腔体 (围坝)结构的三维基板，满足封装应用需求。目前常见的三维陶瓷基板主要有：高/低温共烧陶瓷基板( HTCC/LTCC) 、多层烧结三维陶瓷基板 (MSC)、直接粘接三维陶瓷基板 (DAC)、多层镀铜三维陶瓷基板（MPC）以及直接成型三维陶瓷基板(DMC) 等。

目前，电子封装常用的基板材料主要有四大类：聚合物基板；金属基板；复合基板；陶瓷基板。陶瓷基板材料以其强度高、绝缘性好、导热和耐热性能优良、热膨胀系数小、化学稳定性好等优点，广泛应用于电子封装基板。陶瓷封装基板材料主要包括Al2O3、BeO和AlN等。目前，Al2O3陶瓷是应用最成熟的陶瓷封装材料，以其耐热冲击性和电绝缘性较好、制作和PCB加工技术成熟而被广泛应用。相对于塑料基和金属基，其优点是：
（1）低介电常数，高频性能好。
（2）绝缘性好、可靠性高。
（3）强度高，热稳定性好。
（4）热膨胀系数低，热导率高。
（5）气密性好，化学性能稳定。
（6）耐湿性好，不易产生微裂现象。

陶瓷封装材料缺点是：成本较高，适用于高级微电子器件的封装，如航空航天和军事工程的高可靠、高频、耐高温、气密性强的封装。

在移动通信、家用电器、汽车等领域也有着广泛应用。部分国家相继开发出多层陶瓷基片，使其成为一种广泛应用的高技术陶瓷，从结构与制作工艺，陶瓷基板可分为高温共烧多层陶瓷基板、低温共烧陶瓷基板、厚膜陶瓷基板、直接键合铜陶瓷基板等。

高温共烧多层陶瓷基板制备工艺是：先将陶瓷粉（Si3N4、Al2O3、AlN）加入有机黏结剂，混合均匀后成为膏状浆料，接着利用刮刀将浆料刮成片状，再通过干燥工艺使片状浆料形成生坯，然后依据各层的设计钻导通孔，采用丝网印刷金属浆料进行布线和填孔，最后将各生坯层叠加，置于高温炉（1600℃）中烧结而成。因为烧结温度高，导致金属导体材料的选择受限（主要为熔点较高但导电性较差的钨、钼、锰等金属），制作成本高，热导率一般在20~200W/（m ℃），取决于陶瓷粉体组成与纯度。

此外，受到丝网印刷工艺限制，HTCC基板线路精度较差，难以满足高精度封装需求。但HTCC基板具有较高机械强度和热导率 [20 W/(m·K) ~ 200 W/(m·K)]，物化性能稳定，适合大功率及高温环境下器件封装。将HTCC工艺应用于微型蒸汽推进器，制备的微型加热器比硅基推进器效率更高，能耗降低 21%以上。为了降低HTCC制备工艺温度，同时提高线路层导电性，业界开发了LTCC基板。与HTCC制备工艺类似，只是LTCC制备在陶瓷浆料中加入了一定量玻璃粉来降低烧结温度，同时使用导电性良好的Cu、Ag和Au等制备金属浆料。

低温共烧陶瓷基板制备工艺与高温共烧多层陶瓷基板类似，其区别是在Al2O3粉体中混入质量分数30%-50%的低熔点玻璃料，使烧结温度降低至850~900℃，因此可以采用导电率较好的金、银作为电极和布线材料。但另一方面，因为低温共烧陶瓷基板陶瓷料中含有玻璃相，其综合热导率仅为2~3W/（m·℃）。此外，由于低温共烧陶瓷基板采用丝网印刷技术制作金属线路，有可能因张网问题造成对位误差。而且多层陶瓷叠压烧结时还存在收缩比例差异问题，影响成品率。

由于在陶瓷浆料中添加了玻璃粉，导致基板热导率偏低 [一般仅为 3 W/(m·K) ~ 7 W/(m·K)]。此外与HTCC一样，由于LTCC基板采用丝网印刷技术制作金属线路，有可能因张网问题造成对位误差，导致金属线路层精度低。而且多层陶瓷生胚叠压烧结时还存在收缩比例差异问题，影响成品率，一定程度上制约了LTCC基板技术发展。经过表面处理将LTCC基板翘曲由150μm ~ 250μm降低至80μm ~ 110μm。通过改进LTCC基板封装形式，去掉芯片与金属基底间绝缘层，模拟和实验结果显示其热阻降低为7.3 W/(m·K)，满足大功率LED封装需求。

这里需要注意的是，在实际生产中，为了提高低温共烧陶瓷基板导热性能，可在贴片区增加导热孔或导电孔，但缺点是会造成成本增加。同时为了拓展陶瓷基板的应用领域，一般采用多层叠压共烧工艺，可以制备出含腔体的多层结构（通常称为陶瓷管壳而非陶瓷基板），满足电子器件气密封装要求，广泛应用于航空航天等环境恶劣及光通信等可靠性要求较高的领域。

与HTCC/LTCC基板一次成型制备三维陶瓷基板不同，有些工厂采用多次烧结法制备了MSC基板。其工艺首先制备厚膜印刷陶瓷基板(TPC)，随后通过多次丝网印刷将陶瓷浆料印刷于平面TPC基板上，形成腔体结构，再经高温烧结而成，得到的MSC基板样品。由于陶瓷浆料烧结温度一般在800°C左右，因此要求下部的TPC基板线路层必须能耐受如此高温，防止在烧结过程中出现脱层或氧化等缺陷。

TPC基板线路层由金属浆料高温烧结 (一般温度为850°C ~ 900°C) 制备，具有较好的耐高温性能，适合后续采用烧结法制备陶瓷腔体。MSC基板技术生产设备和工艺简单，平面基板与腔体结构独立烧结成型，且由于腔体结构与平面基板均为无机陶瓷材料，热膨胀系数匹配，制备过程中不会出现脱层、翘曲等现象。

其缺点在于下部TPC基板线路层与上部腔体结构均采用丝网印刷布线，图形精度较低。同时因受丝网印刷工艺限制，所制备的MSC基板腔体厚度 (深度) 有限。因此MSC三维基板仅适用于体积较小、精度要求不高的电子器件封装。许多微电子器件 (如加速度计、陀螺仪、深紫外 LED等) 芯片对空气、湿气、灰尘等非常敏感。如LED芯片理论上可工作10万小时以上，但水汽侵蚀会大大缩短其寿命 (甚至降低至几千小时)。爱彼电路(iPcb®)是专业高精密PCB电路板研发生产厂家,可批量生产4-46层pcb板,电路板,线路板,高频板,高速板,HDI板,pcb线路板,高频高速板,双面,多层线路板,hdi电路板,混压电路板,高频电路板,软硬结合板等