电路板被很多人誉为电子产品之母，它是计算机、手机等消费电子产品的关键部件，在医疗、航空、新能源、汽车等行业有着广泛应用。纵观发展简史，每一次技术进步都直接或间接影响着全人类。在电路板诞生之前，电子设备都包含许多电线，它们不仅会纠缠在一起，占用大量空间，而且短路的情况也不罕见。这个问题对于电路相关的工作人员来说是个非常头疼的问题。
于是在1900-1920年的时候德国发明家阿尔伯特-汉森第一个提出PCB概念。他开创了使用的概念 “电线” 用于电话交换系统, 金属箔用于切割线路导体, 然后将石蜡纸粘在线路导体的顶部和底部, 并在线路交叉处设置过孔，实现不同层间的电气互连，为PCB制造和发展奠定了理论基础。时间来到了1925年，来自美国的Charles Ducas提出了一个前所未有的想法，即在绝缘基板上印刷电路图案，随后进行电镀以制造用于布线的导体. 专业术语“PCB”由此而来，这种方法使制造电器电路变得更为简单。
1936年，英国的Paul Eisler因其第一个发表了薄膜技术，开发了第一个用于收音机的印刷电路板而被奉为“印刷电路之父”。他使用的方法与我们今天用于印刷电路板的方法非常相似。而在日本，宫本喜之助以喷附配线法“メタリコン法吹着配线?法(特许119384号)”成功申请专利。而两者中Paul Eisler 的方法与现今的印制电路板最为相似，这类做法称为减去法，是把不需要的?属除去；而Charles Ducas、宫本喜之助的做法是只加上所需的配线，称为加成法。虽然如此，但因为当时的电?零件发热量?，两者的基板也难以配合使?，以致未有正式的使?，不过该技术也得到了飞速的进步和发展。
Paul Eisler的技术发明被美国大规模用于制造二战中使用的近炸引信。 同时, 该技术广泛应用于军用无线电。从此PCB板开始走上飞速发展与进步的道路。1941年，美国在滑?上漆上铜膏作配线，以制作近接信管；1943年，美国?将该技术?量使?于军?收?机内；1947年，环氧树脂开始?作制造基板。同时NBS开始研究以印刷电路技术形成线圈、电容器、电阻器等制造技术；1950年，?本使?玻璃基板上以银漆作配线；和以酚醛树脂制的纸质酚醛基板（CCL）上以铜箔作配线；1951年，聚酰亚胺的出现，便树脂的耐热性再进?步，也制造了聚亚酰胺基板；1953年，Motorola开发出电镀贯穿孔法的双?板。这?法也应?到后期的多层电路板上；1960年，V. Dahlgreen以印有电路的?属箔膜贴在热可塑性的塑胶中，造出软性印制电路板；1961年，美国的Hazeltine Corporation参考了电镀贯穿孔法，制作出多层板；1967年，发表了增层法之?的“Plated-up technology”；1969年，FD-R以聚酰亚胺制造了软性印制电路板；1979年，Pactel发表了增层法之?的“Pactel法”；1984年，NTT开发了薄膜回路的“Copper Polyimide法”；1988年，西门?公司开发了Microwiring Substrate的增层印制电路板；1990年，IBM开发了“表?增层线路”（Surface Laminar Circuit，SLC）的增层印制电路板；1995年，松下电器开发了ALIVH的增层印制电路板；当今世界随着集成电路技术的诞生，进入先进电子制造业的时代，PCB逐渐成为了行业必不可少的核心产品。集成电路技术的飞速发展对于电路板逐渐提出了不同的性能要求。随着电子设备不断缩小，也使得机械制造的PCB制备工艺更高。目前市面上的PCB从材料大类上来分主要可以分为三种：普通基板、金属基板、陶瓷基板。普通的基板就是我们平时看到的电脑里的主板手机里的主板，都是普通的环氧树脂基板，优点是便于设计成本低廉。
当下，电子器件向大功率化、高频化、集成化方向发展，其元器件在工作过程中产生大量热量，这些热量如不能及时散去将影响芯片的工作效率，甚至造成半导体器件损坏而失效因此，为保证电子器件工作过程的稳定性，对电路板的散热能力提出了更高的要求。传统的普通基板和金属基板不能满足当下工作环境下的应用。陶瓷基板具有绝缘性能好、强度高、热膨胀系数小、优异的化学稳定性和导热性能脱颖而出，是符合当下高功率器件设备所需的性能要求。
目前常用的高导热陶瓷粉体原料有氧化铝（Al2O3）、氮化铝（AlN）、氮化硅（Si3N4）、碳化硅（SiC）和氧化铍（BeO）等。随着国家大力发展绿色环保方向，由于氧化铍有毒性逐渐开始退出历史的舞台。碳化硅又因为其绝缘性差，无法应用在微电子电路中。而Al2O3、AlN、Si3N4陶瓷粉体具有无毒、高温稳定性好、导热性好，以及与Si、SiC和GaAs等半导体材料相匹配的热膨胀系数，得到了广泛推广应用。几种粉体的热导率和综合评价如下表所示，目前主流用于制备陶瓷基板的粉体原料还是以氧化铝和氮化铝为主。
市场中粉体的制备方法主要有硅粉直接氮化法、自蔓延高温合成法、碳热还原法。（1）硅粉直接氮化法和自蔓延高温合成法是比较主流的方法，但由于反应温度接近甚至超过原料的熔点，往往造成产物形貌不规则、ɑ相含量低、团聚严重，需要进一步破碎，在后续处理中容易引入其他杂质；（2）碳热还原法是具有原料丰富、工艺简单、成本低等优点，非常适合大批量生产；流延成型技术是标准的湿法成型工艺，可一次性成型制备厚度范围在几十微米到毫米级别的陶瓷生坯，并通过进一步的层压、脱脂、烧结形成陶瓷基片，主要应用于电子基板、多层电容器、多层封装、压电陶瓷等。与传统的粉末冶金干法制备工艺相比，流延工艺制备出的陶瓷薄片均匀性好、通透性高，在要求比较高的集成电路 领域深受欢迎。陶瓷基板常用的成型方法主要以流延成型为主。流延工艺的流程图如下所示：
流延浆料是流延成型的重要组成部分，根据溶剂性质的不同，流延浆料又分为有机流延成型工艺和水基流延成型工艺。（1）陶瓷粉体是流延浆料的主相，是坯片的主要成分， 影响着流延成品的导热性、电阻率、介电常数、化学稳定 性以及机械强度。陶瓷粉体的颗粒尺寸、粒度分布以及粉体的结晶形貌都对流延工艺以及流延膜的质量有较大影响， 因此在选择粉体的时候需要考虑以下特征：化学纯度、颗粒尺寸、粉体形貌；（2）粘结剂作为流延浆料体系的唯一连续相，它能包裹住粉料颗粒，并固化形成三维立体结构，增加流延膜的强度。粘结剂和增塑剂共同作用可以提高生坯片的强 度，并改善韧性与延展性，便于生坯片与载体膜的脱离以及后续加工；（3）粉体颗粒在浆料中的分散性和均匀性与流延膜的 品质息息相关。解决粉体团聚的主要方式有物理分散与化学分散，而在浆料中加入分散剂是流延技术中最常用的手段；（4）除上述成分外，流延浆料还会加入一些功能性添加 剂来改善流延膜制备过程产生的缺陷，如消泡剂、润滑 剂、均质剂、絮凝剂、控流剂等；烧结是利用热能使粉末坯体致密化的技术，其具体的定义是指多孔状态的坯体在高温条件下，表面积减小，孔隙率降低，力学性能（机械强度等）提高的致密化过程。坯体在烧结过程中要发生一系列的物理化变化，如膨胀，收缩，气体的产生，液相的出现，旧晶相的消失，新晶相的形成等。在不同的温度，气氛条件下，所发生变化的内容与程度也不相同，从而形成不同的晶相组成和显微结构，决定了陶瓷制品不同的质量和性能。
烧结可分为有液相参加的烧结和纯固相烧结两类。烧结过程对陶瓷生产具有很重要的意义。为降低烧结温度，扩大烧成范围，通常加入一些添加物作助熔剂，形成少量液相，促进烧结。陶瓷烧结是陶瓷加工中的一种重要工艺，其过程分为三个阶段：预烧阶段、烧结阶段和冷却阶段。预烧阶段：在这个阶段，陶瓷制品会被放入炉子中进行预烧处理，用来去除陶瓷中的水分和有机物质。高温下，水分和有机物质会被分解并释放出来，让制品干燥且有机物质燃烧殆尽。这一阶段的主要目的是为了减少烧结时产生的气泡等缺陷。烧结阶段：在预烧之后，制品会被加热到高温下进行烧结。这个阶段是陶瓷工艺中最关键的一步，也是最困难的一步。在高温下，陶瓷颗粒会开始熔化和结合在一起，形成一个坚固的陶瓷结构。这一阶段需要控制好温度、时间和压力等因素，使得陶瓷能够充分结合，而不会出现烧结不完全或者表面开裂等缺陷。冷却阶段：在烧结完成后，制品需要进行冷却，使得陶瓷结构能够逐渐稳定下来。如果制品过早地被取出炉子，容易导致热应力而产生裂纹。因此，一般会采取缓慢冷却的方式，让制品温度逐渐降下来。在冷却过程中，还需要将炉门缓慢地打开，逐渐将炉内压力和炉外压力平衡，以避免制品瞬间受到外界压力而发生破裂。高导热性非金属固体通常具备以下４个条件：构成的原子要轻、原子间的结合力要强、晶格结构要单纯、晶格振动的对称性要高。陶瓷材料的导热性的影响因素：（1）原料粉体，原料粉体的纯度、粒度、物相会对材料的热导率、力学性能产生重要影响。由于非金属的传热机制为声子传热，当晶格完整无缺陷时，声子的平均自由程越大，热导率越高，而晶格中的氧往往伴随着空位、位错等结构缺陷，显著地降低了声子的平均自由程，导致热导率降低；（2）在烧结过程，添加的烧结助剂中可以与陶瓷粉体表面的原生氧化物发生反应，形成低熔点的共晶熔液，利用液相烧结机理实现致密化。然而，烧结助剂所形成的晶界相自身的热导率较低，对陶瓷热导率具有不利影响，特别地，如氮化硅陶瓷常用的Al2O3烧结助剂，在高温下会与氮化硅和其表面氧化物形成SiAlON固溶体，造成晶界附近的晶格发生畸变，对声子传热产生阻碍，从而大幅度降低氮化硅陶瓷的热导率。因此选用适合的烧结助剂，制定合理的配方体系是提升氮化硅热导率的关键途径。目前导热的陶瓷基板可分为HTCC（高温共烧多层陶瓷）、LTCC（低温共烧陶瓷）、DBC（直接键合铜陶瓷基板） 和DPC（直接镀铜陶瓷基板）、活性金属纤焊陶瓷基板（AMB）等几种形式，其特点如下。
对于大功率器件而言，基板除具备基本的机械支撑与电互连功能外，还要求具有高的导热性能。因为HTCC/LTCC的热导率较低，因此在高功率的器件以及IGBT模组的使用场景中散热基板目前主要以DBC、DPC、AMB三种金属化技术为主。
DPC技术是先其制作首先将陶瓷基片进行前处理清洗，利用真空溅射方式在基片表面沉积 Ti/Cu 层作为种子层，接着以光刻、显影、刻蚀工艺完成线路制作，最后再以电镀/化学镀方式增加线路厚度，待光刻胶去除后完成基板制作。
DPC 技术具有如下优点：(1) 低温工艺（300 ℃以下），完全避免了高温对材料或线路结构的不利影响，也降低了制造工艺成本；(2) 采用薄膜与光刻显影技术，使基板上的金属线路更加精细（线宽尺寸 20~30 m，表面平整度低于 0.3 m，线路对准精度误差小于±1%），因此 DPC 基板非常适合对准精度要求较高的电子器件封装。 DBC是陶瓷基片与铜箔在高温下（1065℃）共晶烧结而成，最后根据布线要求，以刻蚀方式形成线路。由于铜箔具有良好的导电、导热能力，而氧化铝能有效控制 Cu-Al2O3- Cu 复合体的膨胀，使 DBC 基板具有近似氧化铝的热膨胀系数。
DBC 具有导热性好、 绝缘性强、可靠性高等优点，已广泛应用于 IGBT、LD 和 CPV 封装。DBC 缺点在于， 其利用了高温下 Cu 与 Al2O3间的共晶反应，对设备和工艺控制要求较高，基板成本较高；由于 Al2O3 与 Cu 层间容易产生微气孔，降低了产品抗热冲击性；由于铜箔在 高温下容易翘曲变形。
AMB 技术是指，在 800℃左右的高温下，含有活性元素 Ti、Zr 的 AgCu 焊料在陶瓷和金属的界面润湿并反应，从而实现陶瓷与金属异质键合的一种工艺技术。AMB陶瓷基板，首先通过丝网印刷法在陶瓷板材的表面涂覆上活性金属焊料，再与无氧铜层装夹，在真空钎焊炉中进行高温焊接，然后刻蚀出图形制作电路，最后再对表面图形进行化学镀。
AMB工艺是金属钎料实现氮化铝与无氧铜的高温结合，以结合强度高、冷热循环可靠性好等优点，不仅具有更高的热导率、更好的铜层结合力，而且还有热阻更小、可靠性更高等优势。AMB陶瓷基板缺点在于工艺的可靠性很大程度上取决于活性钎料成分、焊工艺、舒焊层组织结构等诸多关键因素，工艺难度大，而且还要兼顾成本方面的考虑。陶瓷粉体制成陶瓷基板，再通过金属化工艺进行线路的刻蚀，工艺流程繁多且复杂，涉及相关设备众多，例如球磨机、真空脱泡机、流延机、等静压机、切片机、丝网印刷、激光打孔、排胶烧结炉、镀膜设备、刻蚀机、电镀机，以及检测所需的测厚仪、粘度计、红外光谱仪、导热系数测量仪等等相关设备。
