铝基板常识

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铝基板导热系数顾名思义,它是一种铝基板散热性能参数,它是衡量铝基板好坏的三大标准之一(热阻值和耐压值是另两个性能)。铝基板导热系数可以在板材压合之后经过测试仪器测试得出数据,目前导热值高的一般是陶瓷类、铜等,但是由于考虑到成本的问题,目前市场上大多数为铝基板,相对应的铝基板导热系数是大家所关心的参数,导热系数越高就是代表性能越好的标志之一。铝基板是一种独特的金属基覆铜板铝基板,它具有良好的导热性、电气绝缘性能和机械加工性能。

二、铝基板性能:

(1)散热性

目前,很多双面板、多层板密度高、功率大,热量散发难。常规的印制板基材如FR4、CEM3都是热的不良导体,层间绝缘,热量散发不出去。电子设备局部发热不排除,导致电子元器件高温失效,而铝基板可解决这一散热难题。

(2)热膨胀性

热胀冷缩是物质的共同本性,不同物质的热膨胀系数是不同的。铝基印制板可有效地解决散热问题,从而使印制板上的元器件不同物质的热胀冷缩问题缓解,提高了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

铝基印制板,显然尺寸要比绝缘材料的印制板稳定得多。铝基印制板、铝夹芯板,从30℃加热至140~150℃,尺寸变化为2.5~3.0%.

(4)其它原因

铝基印制板,具有屏蔽作用;替代脆性陶瓷基材;放心使用表面安装技术;减少印制板真正有效的面积;取代了散热器等元器件,改善产品耐热和物理性能;减少生产成本和劳力。三、.结构

(1)金属基材

a.铝基基材,使用LF、L4M、Ly12铝材,要求扩张强度30kgf/mm2,延伸率5%。美国贝格斯铝基层分为1.0、1.6、2.0、3.2mm 4种,铝型号为6061T6或5052H34。日本松下电工、住友R-0710、R-0771、AL C-1401、AL C-1370等型号为铝基覆铜板,铝基厚度

1.0~3.2mm。

(2)绝缘层

起绝缘作用,通常是50~200um。若太厚,能起绝缘作用,防止与金属基短路的效果好,但会影响热量的散发;若太薄,能较好散热,但易引起金属芯与元件引线短路。

绝缘层(或半固化片),放在经过阳极氧化,绝缘处理过的铝板上,经层压用表面的铜层牢固结合在一起。

四、制造难点:

铝基板生产:

(1)铝板的氧化处理:强烈去油污清洗(氢氧化钠)-----稀硝酸中和-----粗化(铝板表面形成蜂窝状)-----氧化(3UM)-----酸碱中和------封孔------烘烤。每一道工序必须保证质量否则影响铝基板粘合力。

(2)整个生产流程不许擦花铝基面、不能手触摸铝基、受潮及其他任何污染,否则影响铝基板粘合力。

(3)铝基板绝缘层必须保持干净、干燥,细小的杂质影响其耐压性能,潮湿易造成分层。(4)保护膜需贴平整,不能有空隙、气泡,不然在线路板加工中造成铝板被药水腐蚀变色、发黑。

铝基板线路制作:

(1)机械加工:铝基板钻孔可以,但钻后孔内孔边不允许有任何毛刺,这会影响耐压测试。铣外形是十分困难的。而冲外形,需要使用高级模具,模具制作很有技巧,作为铝基板的难点之一。外形冲后,边缘要求非常整齐,无任何毛刺,不碰伤板边的阻焊层。通常使用操兵模,孔从线路冲,外形从铝面冲,线路板冲制时受力是上剪下拉,等等都是技巧。冲外形后,板子翘曲度应小于0.5%。

(2)整个生产流程不许擦花铝基面:铝基面经手触摸,或经某种化学药品都会产生表面变色、发黑,这都是绝对不可接收的,重新打磨铝基面客户有的也不接收,所以全流程不碰伤、不触及铝基面是生产铝基板的难点之一。有的企业采用钝化工艺,有的在热风整平(喷锡)前后各贴上保护膜……小技巧很多,八仙过海,各显神通。

(3)过高压测试:通信电源铝基板要求100%高压测试,有的客户要求直流电,有的要求交流电,电压要求1500V、1600V,时间为5秒、10秒,100%印制板作测试。板面上脏物、孔和铝基边缘毛刺、线路锯齿、碰伤任何一丁点绝缘层都会导致耐高压测试起火、漏电、击穿。耐压测试板子分层、起泡,均拒收。

五、铝基板的分类

铝基覆铜板分为三类:

一是通用型铝基覆铜板,绝缘层由环氧玻璃布粘结片构成;

二是高散热铝基覆铜板,绝缘层由高导热的环氧树脂或其它树脂构成;

三是高频电路用铝基覆铜板,绝缘层由聚烯烃树脂或聚酰亚胺树脂玻璃布粘结片构成。

铝基覆铜板与常规FR-4覆铜板最大差异在于散热性,以1.5mm厚度的FR-4覆铜板与铝基覆铜板相比,前者热阻20~22 ℃、后者热阻1.0~2.0℃,后者小得多。

六、铝基板的技术要求

到目前为止,尚未见国际上有铝基覆铜板标准。我国由704厂负责起草了电子行业军用标准《阻燃型铝基覆铜层压板规范》。

主要技术要求有:

尺寸要求,包括板面尺寸和偏差、厚度及偏差、垂直度和翘曲度;外观,包括裂纹、划痕、毛刺和分层、铝氧化膜等要求;

性能方面,包括剥离强度、表面电阻率、最小击穿电压、介电常数、燃烧性和热阻等要求。铝基覆铜板的专用检测方法

一是介电常数及介质损耗因数测量方法,为变Q值串联谐振法,将试样与调谐电容串联接入高频电路,测量串联回路的Q值的原理;

二是热阻测量方法,以不同测温点之间温差与导热量之比来计算。

铝基板装配方式

使用铝基板装配方式,可以省去传统装配所使用的散热器、装配夹具、降温风扇和其他硬件,该结构可实现自动装配,显著降低装配成本。