27年前，物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）這個(gè)詞首次在《未來之路》中被比爾蓋茨提出。書中室內(nèi)植物被自動(dòng)監(jiān)控以及澆灌，浴室的水自動(dòng)升溫，回家途中廚房就已自動(dòng)做好晚餐的種種場景都讓人向往不已。

比爾蓋茨與他出版的第一本書《未來之路》

不過在當(dāng)時(shí)，這種場景只被設(shè)想存在于世界首富家中。而到了今天，隨著科技的提升，智能設(shè)備越來越普及，5G的推動(dòng)真正讓物聯(lián)網(wǎng)的真正實(shí)現(xiàn)變得近在咫尺。因此，這種“首富同款”的全自動(dòng)化智能家居系統(tǒng)對平民來說已不再是夢。

實(shí)現(xiàn)這般愿景需要的東西很多，今天主要來講講藏于幕后的功臣——陶瓷基板。

陶瓷基板與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系

不久前，粉體圈一行曾到專門從事DPC工藝的陶瓷線路板研發(fā)與生產(chǎn)的桂林華瓷電子科技有限公司參觀拜訪。有著多年從業(yè)經(jīng)驗(yàn)的華瓷負(fù)責(zé)人鄭偉總經(jīng)理談到，近幾年確實(shí)是陶瓷線路板的需求噴井期，可以說是到了供不應(yīng)求的階段，基本集中在5G通訊、無人駕駛、智能家居、電動(dòng)車、高鐵、機(jī)器人、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域——這些其實(shí)都可以歸于物聯(lián)網(wǎng)的一部分。

右二：華瓷鄭偉 右一：華瓷謝紀(jì)林

從定義上看，物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)包含了傳感器、網(wǎng)絡(luò)連接、終端設(shè)備三個(gè)角色的具有智能的反饋型網(wǎng)絡(luò)，而陶瓷基板可以說是無處不在：

首先，“傳感器”就是物聯(lián)網(wǎng)的五官，是信息交互的基礎(chǔ)。為了讓傳感器變得更靈敏、更穩(wěn)定、更精確，需要從多方面提升其基礎(chǔ)性能，比如說傳感器的穩(wěn)定性就與其使用的基板材料有極大關(guān)系。

其次，“網(wǎng)絡(luò)連接”主要是前面提到的5G，正是它讓物聯(lián)網(wǎng)超脫以往概念，逐步成為現(xiàn)實(shí)的存在。不過5G基站的功耗是4G基站的2.5~4倍，而且常處于戶外復(fù)雜環(huán)境，溫度范圍達(dá)到-40C°~55C°，因此電路板的導(dǎo)熱性能和耐腐蝕性變得非常關(guān)鍵。

最后是“終端設(shè)備”，以5G手機(jī)為例，高度集成化使它的發(fā)熱大大增加（熱量主要集中在5G基帶和5G芯片上），因此為保證設(shè)備可以正常運(yùn)行，就需要用更好的散熱材料確保熱量可及時(shí)導(dǎo)出。

這些高大上的領(lǐng)域之所以青睞于陶瓷基板，皆因陶瓷材料具有高的導(dǎo)熱系數(shù)、低的介電常數(shù)、與芯片相近的熱膨脹系數(shù)、高耐熱及電絕緣性等特點(diǎn)，可以將熱量及時(shí)地發(fā)散，不易受外界因素影響，能有效保障設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，延長商品的使用周期，因此非常適用于電子產(chǎn)品及電子設(shè)備，順理成章成為了該領(lǐng)域基板材料的主流選擇。

（產(chǎn)品來源：桂林華瓷）

陶瓷基板材料的選擇與加工工藝

要制造一塊完整的陶瓷線路板，首先要選擇基板的材質(zhì)。據(jù)鄭總介紹，目前陶瓷基板材料主要有氧化鋁、氮化鋁、藍(lán)寶石、碳化硅等。氧化鋁基板應(yīng)用最為成熟，性價(jià)比高，是用量最大的一種；氮化鋁基板導(dǎo)熱性能優(yōu)勢突出；藍(lán)寶石基板硬度極高，非常耐磨；碳化硅基板屬于新興種類但最近也有不少人在關(guān)注。

其次，基板只是制作電路板的主要材料，還要在上面布上電路圖形才算大功告成。據(jù)鄭總介紹，陶瓷基板加工工藝很多，目前比較主流的有：高溫共燒技術(shù)（HTCC），低溫共燒技術(shù)（LTCC），直接壓合技術(shù)（DBC），真空濺射技術(shù)（DPC），以及比較新的ABM工藝。其中，由于市場對高功率集成電路需求的大幅上升，DPC工藝今年特別火。

（產(chǎn)品來源：桂林華瓷）

備注：DPC陶瓷基板又稱直接鍍銅陶瓷基板。其制作首先利用激光在陶瓷基片上制備通孔，再采用磁控濺射技術(shù)在陶瓷基片表面沉積金屬種子層(Ti/Cu)，接著通過光刻、顯影完成線路層制作；采用電鍍填孔和增厚金屬線路層，并通過表面處理提高基板可焊性與抗氧化性，最后去干膜、刻蝕種子層完成基板制備。

由于是低溫工藝（300℃以下），因此可避免高溫對材料或線路結(jié)構(gòu)的不利影響，同時(shí)降低制造成本。另外，由于DPC基板的金屬線路準(zhǔn)精度較高，因此非常適合對準(zhǔn)精度要求較高的電子器件封裝。

當(dāng)然，以上這些說明并這不代表“用量最大的氧化鋁+今年最火的DPC工藝”就是萬能公式了。鄭總解釋道，每種基板材料和加工工藝都各有各的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，因此他們在加工前都會(huì)與客戶再三溝通，確認(rèn)其應(yīng)用環(huán)境再?zèng)Q定/調(diào)整——比方說有些領(lǐng)域?qū)μ沾苫宓闹旅芏纫蟾撸敲此麄兙蜁?huì)采用干壓成型（而非流延成型）的陶瓷基板去制造。

結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是支撐“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國”和“中國制造2025”等國家戰(zhàn)略的重要基礎(chǔ)，它的終極目標(biāo)就是要讓連接無處不在。如今，物聯(lián)網(wǎng)已成功滲透到通信和工業(yè)界，相關(guān)服務(wù)也正在塑造金融、物流、零售和醫(yī)療保健。

總而言之，在看到未來的發(fā)展方向后，桂林華瓷便立志于要成為陶瓷基板的市場拓荒者，去發(fā)掘陶瓷基板更多的可能性。目前，桂林華瓷的產(chǎn)能規(guī)模達(dá)30萬片/月，未來還將建設(shè)二期及三期生產(chǎn)線。如果您有相關(guān)的產(chǎn)品需求和技術(shù)難題，歡迎通過粉體圈與他們?nèi)〉寐?lián)系，相信他們的深厚實(shí)力和專業(yè)態(tài)度一定不會(huì)讓您失望。

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