铝制 PCB 板终极指南

随着电子工业的飞速发展,电子产品的体积越来越小,功率密度越来越大。解决散热问题是对电子工业设计的巨大挑战,而铝制印刷电路板无疑是解决这一问题的好办法。与传统的 FR4 印刷电路板相比,铝制印刷电路板可将热阻降至最低。与陶瓷电路板相比,铝制印刷电路板具有优异的传热性能,其机械性能也非常出色。

普通的 FR-4 电路板散热性能较差,陶瓷电路板相对稳定,在高温高湿环境下不易变形,但价格昂贵,常用于高端产品。如果您的产品没有那么高端,比如大面积的大功率 LED 板,但需要很好的散热性能,那么最经济实惠的高性能低成本材料就是铝制 PCB。

铝制印刷电路板的优势

什么是铝制印刷电路板?

 铝基板是一种具有良好散热功能的金属基铜印刷电路板。一般来说,单面铝基板由三层结构组成:电路层(铜层)、隔热层和金属底层。用于高端产品时通常设计为双面铝印刷电路板,结构为电路层、绝缘层、铝基底、绝缘层、电路层。用于多层板的应用很少,因为成本价格比较高。

铝制印刷电路板的结构

1.电路层

铝基板的电路层(电解铜箔)经蚀刻后形成印刷电路,用于器件的组装和连接。与传统的 FR-4 相比,铝基板在相同厚度和相同轨宽的情况下可承载更大的电流。

2.隔热层

隔热层是铝基板的核心技术,主要起到粘合、绝缘和导热的作用。铝基板的绝缘层是功率模块结构中最大的导热屏障。绝缘层的导热性能越好,越有利于器件工作时产生的热量的扩散,越有利于降低器件的工作温度,从而达到提高模块的功率负荷、减小体积、延长寿命、提高功率输出等目的。

3.金属底层

金属底层由铝合金基板构成。使用哪种金属作为绝缘金属底层?这取决于金属底层的热膨胀系数、导热系数、强度、硬度、重量、表面状况和成本等综合因素。

铝制印刷电路板的性能

 

铝制印刷电路板

1.散热

目前,很多双面铝基板、多层铝基板密度高、功率大、散热困难。传统的 FR4 和 CEM3 印刷电路板是热的不良导体,层与层之间绝缘,无法散热,导致电子元件高温失效,而铝制印刷电路板可以解决散热问题。

2.热膨胀

热胀冷缩是物质的共性,不同物质的热膨胀系数不同。铝基印制板能有效解决散热问题,从而缓解印制电路板上元器件的热胀冷缩问题,提高整机和电子设备的耐用性和可靠性,特别是解决 SMT(表面贴装技术)热胀冷缩问题。

3.尺寸稳定性

铝基印刷电路板的尺寸显然比绝缘印刷电路板稳定得多。铝基印刷电路板的加热温度范围为 30℃ 至 140~150℃,尺寸变化范围为 2.5~3.0%。

4.其他性能

铝制印刷电路板还具有其他良好性能,如具有屏蔽效果;可替代散热器的陶瓷基板和元件;提高产品的耐热性和物理性能;降低生产成本和劳动力。

铝制印刷电路板的优势

铝制印刷电路板

1) 散热效果明显优于标准 FR-4 印刷电路板。

2) 符合 RoHS 要求,更适用于 SMT 工艺

3)降低散热器和其他硬件组装成本,减少产品体积;电源电路和控制电路的优化组合

4) 热传导效率高于传统的刚性印刷电路板

5) 导热系数是 FR4 印刷电路板的 5 至 10 倍

6) 可以使用比 IPC 建议更轻的铜重量

铝制印刷电路板的应用

 

铝制印刷电路板广泛应用于普通音响设备、电源设备、通信电子设备、办公自动化设备、汽车、计算机、电源模块、照明和医疗设备等。

铝制印刷电路板

1.音频设备: 输入和输出放大器、平衡放大器、音频放大器、前置放大器、功率放大器等。

2.电源设备: 开关稳压器、DC/AC 转换器、SW 稳压器等。

3.电信设备高频放大器、滤波设备和发射电路。

4.汽车设备电子调节器、照明和电源控制器等。

5.计算机设备: CPU 板、软驱和电源设备

6.办公自动化设备: 电机和驱动器

7.电源模块设备转换器、固态继电器、电源整流器和电桥

8.照明设备:  道路照明、交通控制照明、室内建筑照明、景观照明和露营装备。随着节能灯的推广,各种节能 LED 灯受到市场欢迎,因此 LED 灯用铝基板得到了广泛应用。

9.医疗设备: 手术室照明、手术照明工具、大功率扫描技术和电源转换器。

10.LED 显示屏:LED 显示屏;带 LED 光源的显示屏

FR4 和铝印刷电路板的三大区别 

1、价格

FR4 电路板比铝制电路板便宜得多。

2、技术

根据材料和生产工艺的不同,FR4 电路板可分为双面铜箔 FR4 板、穿孔铜箔 FR4 板和单面铜箔 FR4 板。当然,不同材料制成的 FR4 电路板在价格上也会有所不同。

3、性能

由于铝制印刷电路板具有良好的导热性,因此其散热性能远远优于 FR4 印刷电路板。

发表回复

您的电子邮件地址不会被公布。 必填字段已标记为 *

zh_TWChinese