铝基印制电路板0527

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1、铝基板简介应用背景:金属 PCB 基板的发展现状及应用1. 金属PCB基板的发展和市场状况随着电子产品向轻、薄、小、高密度、多功能化发展，印制板上元件组装密度和集成度越来越高，功 率消耗越来越大，对PCB基板的散热性要求越来越迫切，如果基板的散热性不好，就会导致印制电路 板上元器件过热，从而使整机可靠性下降。在此背景下诞生了高散热金属PCB基板。金属PCB基板中应用最广的属铝基覆铜板，该产品是1969年由日本三洋国策发明的，1974年开始应 用于STK系列功率放大混合集成电路。80年代初我国金属基覆铜板主要应用于军工产品，当时金属 PCB 基板材料完全依赖进口，价格昂贵。 80 年代中后期，随

2、着铝基覆铜板在汽车、摩托车电子产品中 的广泛使用及用量的扩大，推动了我国金属PCB基板研究及制造技术的发展及其在电子、电信、电力 等诸多领域的广泛应用。国外有代表性金属基板生产厂家有日本住友、日本松下电工、DENKA HITY PLATE公司、美国贝格斯 公司等。日本住友金属PCB基板有三大系列（即铝基覆铜板、铁基覆铜板、硅钢覆铜板）。铝基覆铜板、 铁基覆铜板、硅钢覆铜板商品牌号分别为ALC-1401和ALC-1370、ALC-5950和ALC-3370及ALC-2420。 国内最早研制金属基覆铜板的生产厂家是国营第704厂、 90年代后期国内有许多单位也相继研制和 生产铝基覆铜板。 704厂

3、的金属基板有三大系列，即铝基覆铜板、铜基覆铜板、铁基覆铜板。 704厂 的铝基覆铜板按其特性差异分为通用型和高散热型及高频电路用三种型号，其商业牌号分别为 MAF-01、MAF-02、MAF-03，铜基板和铁基板商品牌号分别为LSC-043F和MSF-034。据估测，全球金 属基PCB产值约20亿美元，日本1991年金属基PCB的产值为25亿日元，1996年为60亿日元，2001 年增长到8 0亿日元，约以每年1 3的速度递增。目前，我国金属PCB基板的市场正在逐年扩大，国外许多电子装配商亦纷纷在国内投资建厂，仅珠江 三角洲地区铝基覆铜板需求量大约每月为近千平方米，国内每月需求量约为2000-

4、3000m2,其市场前 景十分看好。2. 金属PCB基板的特性和应用领域金属PCB基板是由金属基板（如铝板、铜板、铁板、硅钢板、高导热绝缘介质层和铜箔构成。绝缘介 质层一般采用高导热的环氧玻纤布粘结片或高导热的环氧树脂，绝缘介质层的厚度为80p m-100p m， 金属板厚度规格为0. 5 mm, 1. 0mm, 1. 5 mm，2. 0 ma，3. 0 mm。各种金属基板的特性及应用领 域：铁基覆铜板和硅钢覆铜板具有优异的电气性能、导磁性、耐压，基板强度高。主要用于无刷直流电机、 录音机、收录一体机用主轴电机及智能型驱动器。但硅钢覆铜板的磁性优于铁基覆铜板； 铜基覆铜板具有铝基覆铜板的基本性

5、能，其散热性优于铝基覆铜板，该种基板可承载大电流，用于制造电力电 子和汽车电子等大功率电路用PCB，但铜基板密度大、价值高、易氧化，使其应用受到限制，用量远 远低于铝基覆铜板。铝基覆铜板具有优异的电气性能、散热性、电磁屏蔽性、 高耐压及弯曲加q-,陛能，主要用于汽车、摩托车、计算机、 家电、通讯电子产品、电力电子产品。金属 PCB 基板中以 铝基覆铜板的市场用量最大，其应用实例如下。汽车电子设备：点火器、电压 i 呀节器、嘲醚测器、自动 安全控制系统、灯光变换系统、交流变换器, SW 电源；摩托车电子产品：电源调节器、点火器、调压器；计算机：电源装置、软盘驱动器、CPU； 电源；开关调节器、转

6、换开关、DC-DC转换器、稳压器、调节器、DC-AC转换器、大型电源、太阳能电源基板； 通讯电子产品：汽车电话、移动电话高频增幅器、滤波电 路、发报电路； 电子控制：继电器、晶体管基座； 交换机；散热器、半导体器件绝缘导热板、马达控制器其它：IC芯片载体、空气调节器。3 金属 PCB 基板的主要性能金属PCB基板的主要性能见表1。4金属PCB基板的市场发展趋势随着电子技术的发展，对铝基覆铜板的市场需求正在升温，同时对金属 PCB 基材的技术要求也越来越 高，可以概括为以下几个方面：a. 对金属PCB基板的导热性要求更高；b. 要求铝基覆铜板能承受更高的击穿电压，要求最高击穿电压高达15 kV(

7、DC, AC), 704厂研究所 已能提供耐压8 kV(AC)和10 kV(DC)的铝基覆铜板；c. 铝基板向多层化发展，需求高导热铝基CCL薄板及与之配套的导热胶膜。5.金属PCB基板的技术标准到目前为止，国外尚未制定金属PCB基板的技术标准，因此国外各生产厂金属PCB基板的产品标准指 标体系、测试条件、测试方法、环境试验项目存在较大差异。 1995 年以前，有关金属 PCB 基板的散 热性在国内外没有统一的考核及测试标准，有的用热阻来表示，有的用热导率来表示。国内外金属 PCB 基板生产厂都用各自制定的方法检测和考核产品的散热性。到1995 年，美国材料与试验协会 (ASTM)制定了薄导热

8、固体绝缘材料热传导性标准试验方法，其标准编号为ASTM D5470-1995，此后 国外许多金属PCB基板生产厂多采用该方法测试热导率，并用热导率来衡量金属PCB基板的散热性。 但我国目前仍没有符合ASTM D5470的检测仪器。我国2000年制定的电子行业军用标准SJ20780-2000 阻燃型铝基覆铜箔层压板规范中规定了金属PCB基板热阻测试方法，该方法参照国外某公司热 阻测试方法的测试原理制定的，目前国内704 厂具有符合 SJ20780 规定的检测设施。铝基板应用小知识长期以来由于在通信设备电源设计中广泛采用分布供电方式，小功率模块电源(100W以下)一直占据着模 块电源的主导地位，然

9、而随着设备功能不断升级，局部集中供电方式因成本较低又被重新提起，在这种形势 下，大功率(100W)、高密度、高可靠性的模块电源正越来越多地得到广泛应用，和以往的体积笨重、性 能一般的大功率模块电源相比，以半砖、全砖封装形式为代表的高功率密度模块电源，有以下几方面的特点： 国际流行的工业标准封装，产品兼容性更广；同等功率体积重量大大缩小，只有传统产品的四分之一；技 术指标有重大改善特别是效率提高到90 %5V；优异的热设计带来更低的温升更高的可靠性。那么，这些特点是如何实现的呢？要想提高电源产品的功率密度，无非三个方面：其一是采用先进的电路拓 朴和转换技术，实现大功率低损耗；其二是减小各部件体积

10、并利用紧凑型工艺结构；其三是改进热设计，使 高功率密度条件下达成散热平衡成为可能。模块电源中的热源主要有三处：高频开关管、变压器和电感、整流管。在电路结构、元件形式一定的情况下， 改进热设计的核心内容就是减小各部分发热器件散热的热阻，在半砖、全砖模块中我们主要采用了两方面的 技术：一是铝基覆铜板散热工艺，二是包括变压器在内的功率元器件表面贴装散热技术。铝基板材料优点:散热效果极好。铝基板既是覆铜层电路赖以支撑的基材更是优良的散热器材，且三层材料（2、3、4 层） 用特殊工艺压制而成，传导热阻非常小，一般只有普通安装方式的1/5 左右，因而才能获得优良散热效果。良好的绝缘性能和机械性能。铝基覆铜

11、板上下两层均为导体，既要保证良好的导热效果又要保证良好的绝 缘性能和机械性能，完全依赖中间层导热绝缘层及压接工艺，一般进口材料技术比较成熟，性能稳定 可靠，绝缘耐压可达6000VAC,绝缘电阻在1013Q以上，热冲击和机械性能也非常好。适合SMT安装工艺，无需散热器，体积大大缩小。铝基覆铜板既有普通PCB的功能又能导热，完全不需要 另外安装散热器件，因此体积大大减小，特别是整体高度大大降低，非常适合模块电源应用。铝基板产品特点铝基覆铜板是近几年在国内外新兴的一种线路板材料，它的结构剖面如图2 所示: 1 是铝基覆铜板上表面贴 装的功率元件，如开关管、整流管、变压器等；2是覆铜层，相当于普通PC

12、B的覆铜层，一般单面板居多， 也有双面板； 3 是一层导热绝缘材料，一般只有几十微米厚，是铝基覆铜板的核心技术所在；4是金属基板，一般是铝也可以是铜，和传统的环氧玻璃布层压板等PCB材料相比，铝基印制电路板（铝基 PCB/铝基板）具有良好的散热特性。采用铝基板工艺较采用环氧板工艺，可大幅提高各种大功率电路及模块 的电流密度、工作可靠性和使用寿命。铝基印制电路板（铝基PCB/铝基板）还具有电磁屏蔽性，可防止电子 元件遭受电磁波的辐射、干扰。线路制作工艺符合国家标准及IPC标准。本产品具有板面平整，强度高，尺寸稳定性好,易加工等特点，尤其是其热阻小，铝基板应用产品类型 一 一 一 广泛应用于工业电

13、源设备，汽车，摩托车点火器，调节器，音箱、功率电源模块等有散热要求的电子，电器装置中， 另金属基板材料具有良好的屏蔽性能，可用于有屏蔽要求的电器系统中。环保型的铝基板除了以上优点外， 其最大的特点是组成中无锑和红磷等有毒元素，且卤素元素氯、溴含量小于0.09%技术参数5 型号层铜箔导电层材料H 18um1 35um2 70um3 100um标准尺寸460mm x 580mm480mm x 580mm铝板 1.0mm1.2mm金属基层1.5mm2.0mm3.0mm3.2mm如有特殊要求，可定制.厚度及偏差厚度(mm)1.01.21.62.03.03.23.5M级0.0750.0750.0750.

14、100.140.140.14L级0.100.130.130.180.230.230.23如有特殊要求,可定制性能性能试验条件单位指标热阻AC/W1.5热冲击起泡试验260C、20S不分层、不起泡剥离强度(35um铜箔)AN/mm三1.4表面电阻E - 24/125MQ三103体积电阻率E - 24/125MQ m三103击穿电压AKV三3介电常数(1M HZ)A5.4介质损耗角正切(1M HZ)A1x1051X106GJB1651 中 5020体积电阻率Volume resistanceMQ.m1x1063.2x107GJB1651 中 5020击穿电压Breakdown voltageKv/

15、23.5GJB1651 中 5040耐浸焊性Solder fioat260 C5min不起 泡，不分层符合GJB1651 中 4010燃烧性FlammailityFV-0FV-0GB/T4722 中 17热阻Thermal resistanceC/W2.01TO-220介电常数Dielectric constant4.43.0(40C,93%,96h)介质损耗因子Dielectric dissipation fact0.030.027(40C,93%,96h)耐热冲击Heat shorting300 C1min不起 泡，不分层3符合GJB1651 中 4010*参数会不断改进，以当时洽询结果为

16、准。 t一Ok商品名称：铝基板商品类型：大功率LED散热板产品大小：76.5x32 mm商品简介：此板可装6个大功率LED芯片 商品名称：铝基板商品类型：大功率LED散热板产品大小：40x40 mm商品简介：此板可9个大功率LED芯片商品名称：铝基板商品类型：大功率LED散热板产 品 大小：19.3x19.3 mm商品简介：S型光学杯槽，宽1.0mm商品名称：铝基板商品类型：大功率LED散热板商品类型：大功率LED散热板产 品 大 小:63.5x60.5 mm商品简介：此板可装6个大功率LED-4-H LJL心片商品名称：铝基板商品类型：大功率LED散热板产品大小：194x8mm商品简介：此板

17、可装12个大功率LED-4-H LJL心片铁基板简介铁基印制电路板（铁基PCB/铁基板）其基板材料是具有磁性能的铁元素的合金（如矽钢板、低碳钢、镀锌冷轧钢等）构成。应用于小型精密电机上。线路制作工艺符合国家标准及IPC标准。Char steel高热导绝缘层Galvanization Rolling=铁基覆铜板=特点电磁波屏蔽性磁力特性优良的散热性优良的绝缘性优良的尺寸稳定性 优良的机械加工性 优良的机械强度 较低的热膨胀性型号标准尺寸460mm x 580mm480mm x 580mm可用面积减25mm层才铜箔H才料18um导电层135um270um3100um绝缘层70200um铁板 0.5

18、mm0.8mm金属基层1.0mm1.2mm1.5mm2.0mm应用领域电脑、磁带录像机、精密电机、仪器仪表和工业自动化设备等高档电子产品中。 基本结构导 电 层 - 由铜箔经过胶处理而成 绝缘层-可分为有支持和无支持两种 金属基层-铁板、钢板如有特殊要求，可定制.厚度及偏差厚度(mm)0.50.60.81.01.21.52.0M级0.050.050.0750.0750.0750.0750.10L级0.0640.0640.100.100.130.130.18如有特殊要求，可定制.性能性能热阻热冲击起泡试验剥离强度(35um铜箔)表面电阻体积电阻率击穿电压介电常数(IM HZ)试验条件A260C、20SAE - 24/125E - 24/125A单位C/WN/mmMQMQ mKV指标1.5不分层、不起泡三1.4三103三103三35.40.03594V-0介质损耗角正切(IM HZ)A燃烧性AA-接收态E-高温下