陶瓷基板或板材因其高导热性、高电绝缘性、耐腐蚀性和高耐磨性而被广泛应用于各行各业。基板是最新发展的重要组成部分，因为它们提供基础支撑，是电路的关键组件。
继续阅读本博客直至最后，以了解有关主要陶瓷基板的更多信息，它们如何在 3C 电子设备中取代金属，它们的应用及其优势。
最常见的三种陶瓷基板是氧化铝、氮化铝和氧化铍。
1 氧化铝（Al2O3）陶瓷基板：它是最受欢迎的陶瓷载体之一。氧化铝表面光滑，孔隙率低。它广泛应用于工业、可再生能源和汽车电气化领域。它们还用于制造生物医学植入物、高温炉管和催化转化器。
2 氮化铝（AlN）陶瓷基板：它具有高机械强度、耐化学腐蚀、高导热性、高耐磨性和耐腐蚀性以及高电绝缘性。主要用于烧结设备、炉窑结构元件、医疗技术和电子传感器。
3 氧化铍（BeO）陶瓷基板：这是最佳的热导体和电绝缘体。其电绝缘性与氧化铝相似。它通常用于制造需要有效散热以维持设备性能和稳定性的电子绝缘体和基板。它们用于微波设备、真空管、磁控管和气体激光器。
为什么选择陶瓷基板？
陶瓷基板具有优异的性能，非常适合用于电子设备。事实证明，陶瓷因其优异的热性能、机械性能和化学性能而优于金属。以下是其一些主要特性：
1 物理特性：其物理特性最适合便携式设备，因为它们需要轻质材料来制造。基板材料减轻了设备的净重。
2.化学性质：有机基材耐高温、耐腐蚀、抗氧化，且具有绝缘性能，特别适用于电器设备。
3 机械性能：正如您之前所了解的，陶瓷材料具有高耐磨性，可实现持久性能。这使得它们非常适合高性能计算和 5G 通信设备。
金属基板凭借其导电性和韧性，一直以来被广泛应用于3C电子产品中。然而，随着科技的进步，金属基板散热不良、腐蚀风险、重量过重等问题也逐渐显现，影响着现代电子设备的正常工作和使用寿命。
因此，为了克服这些挑战，陶瓷现在已被用于 3C 电子产品中，并被证明是有效的。
陶瓷基板在3C电子中的应用
陶瓷基板的应用范围很广，以下列举其中几种：
1 消费电子产品：陶瓷基板在消费电子产品中应用广泛。它用于智能手机，以减少设备厚度并改善散热。陶瓷基板具有耐用性和轻便性，非常适合可穿戴设备。
2 计算机设备：陶瓷基板的主要功能是散热，以保证设备的持续运行。笔记本电脑和平板电脑需要陶瓷基板提供的耐用性和便携性。
3. 通讯设备：陶瓷基板已成为基站模块、天线、功率放大器等的关键元件，这主要得益于5G网络的推进。
陶瓷基板的优势
陶瓷基板具有诸多优点，部分优点如下：
1 可持续性：陶瓷基板重量轻，提高了便携性，进一步减轻了设备重量。与金属相比，陶瓷更加环保。它还支持绿色生产技术。
2. 环境适应性：陶瓷能够耐受高温、高湿和腐蚀性等恶劣环境。由于陶瓷的柔韧性，电子设备的使用寿命更长，并且所需的维护和维修也更少。
3 性能提升：陶瓷有助于提升整体性能。它能有效散热，降低过热风险。这使得它们非常适合用于需要稳定可靠运行的高频通信应用。
陶瓷在集成电路和半导体中的应用
IC（集成电路）封装
集成电路 (IC) 由互连的硅芯片元件组成。陶瓷封装用于在集成电路中提供电气绝缘和密封支撑。
半导体
半导体领域的主要陶瓷材料是熔融石英。熔融石英用于制造硅锭坩埚、外延硅沉积反应器、晶圆载体、单晶圆加工工具以及湿法蚀刻槽。
氧化铝也用于半导体晶圆加工设备。这得益于其优异的电绝缘和热绝缘性能。它具有低介电常数和损耗、高热导率以及化学稳定性，这些特性对于集成电路基板和陶瓷半导体材料的制造至关重要。
陶瓷PCB
陶瓷是优良的绝缘体，可以阻止电流流动。它们广泛用于高频电子器件、LED照明和电力电子器件。这通常是因为它能够散热，从而提高性能和使用寿命。陶瓷也被用作印刷电路板 (PCB) 的基板材料。陶瓷 PCB 主要用于对热膨胀系数 (CTE) 要求较低的应用以及需要高导热性的电路。
陶瓷印刷电路板也用于电力电子领域，以控制高温并提供良好散热所需的热稳定性。陶瓷电路板柔韧耐用，因此可以根据客户需求定制，以创建复杂的机械和电气设计。
FR-4（阻燃4级）是广泛认可的PCB生产标准材料。它是一种玻璃纤维增强的环氧树脂层压材料，可用作陶瓷PCB材料。FR-4的正常热膨胀系数（CTE）为14至17 ppm/°C。
您必须知道如何测量管道。这将帮助您选择所需的管道并满足您的需求。测量管道的方法有很多种，以下列出了其中一些：
1 外径 (OD)：您可以测量管道的外径。只需测量管道一侧外轮廓到另一侧外轮廓的长度即可。两点之间的距离即为外径。外径还包括管道的厚度。
2 内径 (ID)：您必须测量管道的内径。这可以计算出管道的体积，并准确地告诉您它能容纳多少物质。为此，请测量管道内轮廓的一端与其另一端轮廓的距离。现在，两点之间的距离就是内径。内径不包括管道的厚度。
3 公称管道尺寸 (NPS)：NPS 指的是管道的通用尺寸。您可以通过将内径加上管道厚度的一半来理解。这将得出管道的公称尺寸。例如，如果管道的 NPS 为 4，则外径为 4.5 英寸，而不是 4 英寸。
OD、ID 和 NPS 尺寸
了解外径、内径和公称管道尺寸对于准确测量管道至关重要。尺寸如下：
外径 (OD)：如果您想测量 1 英寸管道的外径，您会惊讶地发现它实际上是 1.342 英寸，而不是 1 英寸。这是因为显而易见的原因，它还包含了材料的厚度。
内径 (ID)：内径小于外径，因为它不包括管道厚度。例如，如果一根 2 英寸的 Schedule 40 管道的外径为 2.375 英寸，则其内径为 2.067 英寸。
人们在选择PVC管时通常会考虑内径。这是因为它能提供您所需的正确尺寸。仅考虑外径可能会导致您选择到比实际尺寸更大的PVC管。
公称管道尺寸 (NPS)：NPS 值通常小于外径。如果公称管道尺寸为 2 英寸，则外径为 2.375 英寸。这是北美制造的一套标准管道尺寸。
管壁厚度
管壁厚度各不相同，称为壁厚表（Schedule）。最常见的壁厚是40。您可以使用80壁厚表来获得更厚、更坚固的管道。这表明，壁厚越厚，管道越坚固耐用。
结论
阅读完这篇博客后，您一定对三种已在3C电子设备中取代金属的陶瓷基板有了足够的了解。陶瓷基板具有可持续性、环境适应性和性能提升等诸多优势。陶瓷基板也用于集成电路和半导体。