1.前言
前面介紹了陶瓷PCB電路板的優(yōu)缺點，其中有個缺點就是陶瓷基板太貴和易碎。普通玻璃纖維PCB散熱性不好，陶瓷PCB比較穩(wěn)定，高溫高濕環(huán)境下不易變形，但是價格比較貴，常用在高端產品上。如果我的產品不是那么高端，比如大面積大功率的LED燈板，比較廉價，但是需要非常好的散熱性能，有沒有一種材質既廉價，散熱性又好的PCB基板呢？
LED燈具PCB答案是肯定的。那就是本篇文章要介紹的
鋁基板PCB，大家都知道
鋁是一種金屬，具有導電性，怎么能作為PCB材料呢？這是因為鋁基板由三層結構組成，分別是：
銅箔、絕緣層和金屬鋁。既然有絕緣層的存在，那么金屬層除了鋁，能不能使用其他材料呢？如銅板、不銹鋼、鐵板、硅鋼板等。金屬基板采用哪種材料，除了要考慮散熱性能，還要考慮金屬基板的熱膨脹系數，熱傳導能力，強度，硬度，重量，表面狀態(tài)和成本等條件。一般情況下，從成本和技術性能等條件來考慮，鋁板是比較理想的選擇?？晒┻x擇的鋁板有6061，5052，1060 等。如果有更高的熱傳導性能、機械性能、電性能和其它特殊性能的要求，銅板、不銹鋼板、鐵板和硅鋼板等亦可采用。
鋁基板PCB常見于LED照明產品，有正反兩面，白色的一面是焊接LED引腳的，另一面呈現鋁本色，一般會涂抹導熱凝漿后與導熱部分接觸。主要用在LED燈具和音頻設備、電源設備等，最主要的優(yōu)點就是導熱快，散熱性能良好。
LED燈具電路板與傳統(tǒng)的FR-4 比，鋁基板能夠將熱阻降至最低，使鋁基板具有極好的熱傳導性能；與陶瓷基板相比，它的機械性能又極為優(yōu)良。除了良好的散熱性能外，鋁基板還具有以下優(yōu)勢：
- 符合RoHS環(huán)保要求
- 更適合SMT工藝
- 更高的載流能力
- 在電路設計方案中對熱擴散進行極為有效的處理，從而降低模塊運行溫度，延長使用壽命，提高功率密度和可靠性；
- 減少散熱器和其它硬件（包括熱界面材料）的裝配，縮小產品體積，降低硬件及裝配成本；將功率電路和控制電路最優(yōu)化組合；
- 取代易碎的陶瓷基板，獲得更好的機械耐久力。
裝配方式比較和普通的FR-4板材相比，鋁基板還有一個最大的優(yōu)勢就是可以承載更高的電流。與FR-4一樣，線路層采用的都是銅箔作為導線進行連接，與傳統(tǒng)的FR-4相比，采用相同的厚度，相同的線寬，鋁基板能夠承載更高的電流。
載流能力對比鋁基板的核心技術是中間的絕緣層材料，主要起到
粘合、絕緣和導熱的功能。鋁基板絕緣層是功率模塊結構中最大的導熱屏障。絕緣層熱傳導性能越好，越有利于器件運行時所產生熱量的擴散，也就越有利于降低器件的運行溫度，從而達到提高模塊的功率負荷，減小體積，延長壽命，提高功率輸出等目的。在滿足導熱性能良好的同時，還要具備高電壓的絕緣能力。
2.與FR-4板材的區(qū)別
鋁基覆銅板與常規(guī)FR-4覆銅板最大差異在于散熱性，以1.5mm厚度的FR-4覆銅板與鋁基覆銅板相比，前者熱阻20~22 ℃、后者熱阻1.0~2.0℃，后者小得多。
由于一般的FR-4都存在著熱膨脹的問題，即高溫會導致板材厚度和平整度的變化，特別是板的厚度方向的熱膨脹，使金屬化孔、線路的質量受到影響。這主要原因是板的原材料厚度方向的熱膨脹系數有差異：銅的熱膨脹系數為17×106cm/cm℃、FR-4板基材為110×106cm/cm℃，兩者相差較大，容易產生熱膨脹效應。鋁基板的熱膨脹系數為50×106cm/cm℃，比一般的FR-4板小，更接近于銅箔的熱膨脹系數。這樣有利于保證印制電路板的質量、可靠性。
鋁基板和FR-4基板PCBFR-4板適用于一般電路設計和普通電子產品。?鋁基板適用于有特殊要求的電路。如：厚膜混合集成電路、電源電路的散熱、電路中元器件的散熱降溫、陶瓷基片難以勝任的大規(guī)?；⑹褂闷胀ㄉ崞鞑荒芙鉀Q可靠性的電路。
鋁基板具有高機械強度和韌性，此點優(yōu)于FR-4板。為此在鋁基板上可實現大面積的印制板的制造，重量大的元器件可在此類基板上安裝。
從鋁基板與FR-4板的對比看，由于金屬基板的散熱性高，對導線熔斷電流有明顯的提高，這從另一個角度表明了鋁基板的高散熱性的特性。其鋁基板的散熱性與它的絕緣層厚度、熱傳導性有關。絕緣層越薄，鋁基板的熱傳導性越高（但耐壓性能就越低）。為了保證電子電路性能，電子產品中的一些元器件需防止電磁波的輻射、干擾。鋁基板可充當屏蔽板，起到屏蔽電磁波的作用。
在一般的條件下，鋁基板的那耐壓值的大小是由
絕緣層的厚度來決定的，在鋁基板中耐壓值普遍在500v左右，如果需要測試LED日光燈鋁基板的耐壓值，只需在輸入端口外殼打高壓測試就行了。UL和CE認證值應該是2500V，3C認證的應該是在3750V。
3.鋁基板的分類
鋁基覆銅板分為三類:
- 通用型鋁基覆銅板，絕緣層由環(huán)氧玻璃布粘結片構成;
- 高散熱鋁基覆銅板，絕緣層由高導熱的環(huán)氧樹脂或其它樹脂構成;
- 高頻電路用鋁基覆銅板，絕緣層由聚烯烴樹脂或聚酰亞胺樹脂玻璃布粘結片構成。
4.主要用途
- 燈具產品，大功率LED燈具產品。
- 音頻設備，前置放大器、功率放大器等。
- 電源設備，DC/AC變換器、整流電橋、固態(tài)繼電器等。
- 通訊產品， 高頻增幅器、濾波電器、發(fā)報電路。
下載文檔
