铝基板【高导热性铝基覆铜板研制】
第四届全国覆铜板技术・市场研讨会报告・论文集 论文集
- 78 - 高耐热性、高导热性铝基覆铜板的研制
国营第七0四厂研究所 刘阳、孟晓玲
摘要:本文采用改性双马来酰亚胺树脂(BMI)和高导热性无机填料制作了一种高耐热性、高导热性铝基覆铜板。
关键词:双马来酰亚胺树脂(BMI)、增韧剂、导热系数、导热填料。
1、引言
随着电子产业的迅速发展,对铝基覆铜板提出了更高、更新的要求。尤其在一些大功率、高负载的电子元器件中,要求铝基覆铜板在100~250℃的温度下具有良好的机械、电气性能,这就要求绝缘层有高的耐热性。而铝基覆铜板绝缘层耐热性提高,最好的途径是提高绝缘层树脂的玻璃化温度。日本有公司,近年推出了“TH-1”型金属基覆铜板,基板的Tg由原来的104℃,大幅提高到165℃,它的导热性、耐电压性等也比原一般的铝基覆铜板有较大的提高。另外,美国Bergquist公司也推出了超高导热型的铝基覆铜板。因此,高耐热性、高导热性铝基覆铜板的开发显得尤为重要。
2、材料的选择
2.1 树脂的选择
铝基覆铜板绝缘介质层树脂主要以制作覆铜板树脂体系为主,表1是国内常用的几种覆铜板树脂的性能比较。 表1 几种常用覆铜板树脂性能比较 性能 树脂体系 玻璃化温度 (DMA法℃) 介电常数 耐击穿电压 (Kv/mm) 耐浸焊性 (s/288℃) 导热系数 (W/m・k)
PET树脂 120 3.9 52 30 0.15
PI树脂 250 4.1 50 350 0.38
FR-4树脂 130 4.8 40 60 0.2
PPO树脂 146 2.8 40 60 0.2
由表1可知,PI树脂耐热性好、导热性优良,其导热性是目前高分子材料中最好的材料之一。另外PI树脂在高温下,还具有良好的介电性能、力学性能、耐燃性、耐磨性、耐溶剂性及制品尺寸稳定性。不仅如此,PI树脂的低温性能也较优良,但作为复合材料基体使用的PI树脂,其工艺性、热物理性和力学性能必须满足实际应用的需要,然而大多数PI树脂分子链中含有大量的芳杂环结构,这些结构的存在,降低了树脂的溶解性、增加了树脂的熔体粘度,提高了树脂的熔点,使树脂体系的工艺性变差。因此如何改性PI树脂显得尤为关键。 近年来,高温复合材料主要采用双马来酰亚胺树脂(简称BMI)进行改性,BMI不仅具有与热固性树脂相似的流动性、可模塑性及加工成型性,而且具有耐高温、耐辐射、耐湿热、吸湿率低和热膨胀系数小等优良性能。采用BMI改性,既克服了环氧树脂耐热性相对较低,又解决了PI树脂成型时温度高、压力大的缺点。因此选用改性BMI树脂作为主体树脂较为理想。 2.2 增韧剂的选择
环氧改性BMI树脂体系流动性好,但脆性大,韧性差,所以必须增加其韧性。增韧的方法很多,通常采用高性能热塑性树脂(TP)进行增韧,可获得高韧性和高湿热稳定性的
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- 79 - 树脂。这种树脂通常可形成半互穿网络(S-IPN),正是由于S-IPN中TP与BMI相互贯穿,所以两相之间分散性良好,相界面大,能充分发挥协同效应,从而达到了韧性与耐热性的统一。 2.3 填料的选择 上述树脂体系尽管韧性和耐热性较好,但导热性相对较低,所以要显著提高绝缘介质层
的导热性,必须加入导热性良好的绝缘无机填料,常见的无机填料导热系数见表2。 表2 常见的无机填料导热系数 序 号 填 料 名 称 导热系数(W/mk)
1 金刚石 2000
2 立方体氮化硅 1300
3 六方体氮化硼 200
4 碳化硅 25~100
5 四氮化三硅 50
6 氧化铍 260
7 三氧化二铝 25~40
8 氧化镁 25~50
9 二氧化硅 9.6
10 氮化硼 100~250 从表2可以看出,金刚石、立方体氮化硅的导热性已达到了金属的标准,但价格非常昂
贵,而六方体氮化硼、氧化铍、氮化铝也具有较高的导热性,但氧化铍有毒,氮化铝价格也较贵,因而采用六方体氮化硼和其它填料配合进行试验。
3、绝缘介质层配方的确定
3.1 增韧剂用量对绝缘介质层的影响
在不降低基体树脂耐热性和力学性能的前提下,采用耐热性较高的热塑性树脂(TP)进行增韧。目前常用的TP树脂主要有聚苯并咪唑(PBI)、聚醚砜(PES)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚海因(PH)、改性聚醚酮(PEK-C)及改性聚醚砜(PEC-C)等,通过对综合性能考察,选用了PEK-C对BMI树脂进行改性,改性后的树脂性能见表3。 表3 含有 PEK-C的环氧改性BMI树脂性能
体系 1 2 3 4 5 6
PEK-C/%(wt) 0 5 10 20 30 40
冲击强度(kJ・m-2) 7.1 8.2 8.9 18.9 13.0 13.0
玻璃化温度Tg/℃ 310 231 238 225 225 228
初始热分解温度(℃) 375 _ 374 _ _ 378 由表可知,PEK-C的加入明显提高了树脂的冲击强度,当PEK-C为20%时,树脂的冲击强度高达18.9 kJ・m-2 与未加PEK-C的冲击强度相比,提高了近2.5倍左右,但随着PEK-C含量的增大,体系中热塑性成份增多,易造成分布不均,并形成一些较大颗粒,造成应力集中,使树脂韧性随着PEK-C的增加而降低,而当PEK-C的用量在15%左右时,树脂体系不仅共混性好,而且韧性和耐热性也较好。 3.2 填料及其配比的确定
氮化硼虽然具有较高的导热性,但其用量不宜过多,这是因为氮化硼密度较小(2.25g/cm3),而一般填料的密度大多在3.5g/cm3左右,所以当氮化硼用量超过树脂体系的40%时,树脂粘度增大、分布不均、混胶工艺也非常困难, 40%的用量虽然可以使绝缘介
质层的导热性提高很多,但不足以达到要求。考虑到工艺操作性,可适当加入也具有较高导
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- 80 - 热系数的三氧化二铝、氧化镁、碳化硅等。碳化硅是一种半导体,少量加入可提高板材的防电晕性和击穿电压。 一般认为无机填料的用量与树脂用量为(80~150):100(质量比),结合CEM-1、CEM-3 树脂填料的用量进行试验。结果表明,填料用量越大导热性越好,但填料量超过150%,填料分散不均,胶液粘度增大,板材耐热性及剥离强度等性能下降。而当填料用量为120~130%时胶液的共混、涂覆及板材的各种性能均能得到提高。综上所述,确定填料各组份配比为:BN:AI2O3:MgO:SiC = 4:6:2:0.5。 另外,对无机填料还需进行表面处理,这样不仅可以降低胶液粘度,减少溶剂用量,而且可以提高无机填料与树脂的结合力,消除界面影响,从而提高板材的各项性能。 3.3 树脂配比的确定
综上所述,确定的树脂配比见表4。 表4 高导热性铝基覆铜板的树脂配比 序 号 材 料 名 称 规 格 配 比
1 环氧改性BMI树脂 自制 100
2 PEK-C 工业 15
3 BN 工业 30~40
4 AI2O3 工业 60~70
5 MgO 工业 10~20
6 SiC 工业 5~10
7 表面处理剂 c.p 1
8 溶剂 工业 适量
4、高导热性铝基覆铜板试制中应注意的问题
4.1 混胶 根据配方计算用量,可先将充分溶解好的PEK-C加入环氧改性BMI树脂中,充
分搅拌后,加入用偶联剂处理过的BN、AI2O3、MgO、SiC填料,为了使无机填料能均匀分散在胶液中,可先用溶剂润湿分散无机填料后,加入树脂,混合均匀,熟化8h后使用。 4.2 凝胶化时间的测定 测定环氧改性BMI树脂的凝胶化时间,以便确定烘陪时间和层压
时间。 4.3 涂胶量 绝缘介质层的厚度根据要求和用途不同而不同,一般为30~500um,但不管采
用喷淋、刮涂、刷涂、漏印或制成绝缘胶膜,其厚度一定要均匀。 4.4 压制 按照离型膜→涂胶基板→铜箔→离型膜的顺序装模,装模完毕,推入压机,按
设定的层压程序加热、加压制成铝基覆铜板。由于胶层无增强材料,流动性难以控制,若采用普通压机,胶层中的气泡难以完全排除,形成空洞,影响板材性能。为了提高产品的性能,应采用真空压机,这样可消除板材内气泡,降低板材的残余应力使板更加平整,全面提高板材性能。 4.5 后固化 BMI树脂的成型温度较高,一般常规固化成型后,即可满足要求。若常规成
型后,再在200℃的真空干燥箱后固化2h。则产品的玻璃化温度还可提高。
5、高耐热性、高导热性铝基覆铜板的工艺流程
按上述配比,制作铝基覆铜板,其主要工艺流程见图1.
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6、结论
将美国Bergquist公司、日本“TH-1”型和聚酰亚胺型铝基覆铜板进行性能比较: 项目 美国BergquistTH-1 普通型(环氧玻璃布) 聚酰亚胺型
抗剥强度N/cm 1.5 2.0 1.9 1.8
平均热阻℃/W 0.5835 0.7 2.1 0.8
表面电阻(Ω) 1013 1013 1012 1013
体积电阻(Ω) 1014 1014 1013 1014
击穿电压(KV) 6 3.2 2 3.5
介电常数 5.5~6.0 4.4 3.0
玻璃化温度℃ 165 130 230 从表可见,聚酰亚胺型铝基覆铜板的玻璃化温度可以达到230℃,而且物理性能和电性能与国外同类产品无太大的差距,但在导热性方面尚有一定差距。如何改进树脂体系和合理使用导热材料,将是我们今后努力的方向。 参考文献: 1、陈祥宝 高性能树脂基体 化工学出版社 2、蓝立文 梁国正 双马来酰亚胺树脂增韧的发展 高分子材料 1997、1 3、功能材料及其应用手册 机械工业出版社 4、区英鸿 塑料手册
兵器工业出版社 5、祝大同 金属基覆铜箔板 印制电路信息 1998、3 环氧改性BMI树脂 PEK-C 溶 剂
BN・AI2O3・MgO・SiC 处理剂 溶解液
经表面处理后的填料
偶联剂 PEK-C增韧BMI树脂
离型膜 高耐热高导热树脂 氧化铝板
涂覆设备 喷淋、刮涂、刷涂、漏印
铜箔 绝缘介质胶膜 氧化铝板 涂胶基板 铜箔
压制成型 压制成型
铝基覆铜板
200℃固化
成 品
图1 高耐热性、高导热性铝基覆铜板的工艺流程图
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陶瓷电路板和铝基板那个散热性更好?
十年专注PCB快板,中高端中小批量生产陶瓷电路板和铝基板那个散热性更好?陶瓷电路板和铝基板的导热能力都比较高,但是在基板的使用上到底是通常电路板还是铝基板好呢?首先看铝基板的构成和导热系数
“铝基板是一种具有良好散热功能的金属基覆铜板,一般单面板由三层结构所组成,分别是电路层
(铜箔)、绝缘层和金属基层。用于高端使用的也有设计为双面板,结构为电路层、绝缘层、铝基、
绝缘层、电路层。极少数应用为多层板,可以由普通的多层板与绝缘层、铝基贴合而成。”
铝基板导热系数差不多在1.0~2.0之间,从结构上可以看出,铝基板是有绝缘层的,那么它的导
热系数主要与绝缘层有关,加了绝缘层的铝基板,导热系数并不突出,不过比一般的FR-4基板要好十年专注PCB快板,中高端中小批量生产
很多。目前的铝基板多用进口导热胶,相对导热更好。
材质和结构——陶瓷基板和铝基板的不同之处
陶瓷基板是以陶瓷作为基板材料,在结构上,因为陶瓷本身的绝缘性能就非常好,所以陶瓷不需
要绝缘层。路边的电线杆大家都见过,上面的绝缘子就是陶瓷的。目前市面上的陶瓷基板主要氮化铝
陶瓷和氧化铝陶瓷两种,氧化铝陶瓷的热导率差不多在15~31,氮化铝差不多在135~175,数据参
考《电气电子绝缘技术手册》。
很明显,陶瓷的导热性能会比铝基板好太多了,绝缘层是铝基板最核心的技术,主要起到粘接,
绝缘和导热的功能。铝基板绝缘层是功率模块结构中最大的导热屏障。绝缘层热传导性能越好,越有
利于器件运行时所产生热量的扩散,也就越有利于降低器件的运行温度,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。也就是说,铝基板受制于绝缘层。陶瓷基板没有绝
缘层,也就不会有这样的困扰。
相信经过小编的讲述,您对陶瓷电路板和铝基板的特种有更多了解了,在使用板材这款可以根据
需求而选择不同的板材。更多电路板打样和制作可以咨询金瑞欣特种电路板官网。
铝基覆铜板热解分离
铝基覆铜板热解分离
铝基覆铜板是一种以电子玻纤布或其它增强材料浸以树脂、单一树脂等为绝缘粘接层,一面或双面覆以铜箔并经热压而制成的一种板状材料。它被称为覆铜箔层压铝基板,简称为铝基覆铜板。
铝基覆铜板的热解分离可能会涉及以下基本步骤:
1.预处理:对铝基覆铜板进行清洁、干燥等预处理,以去除表面杂质和水分。
2.加热:将铝基覆铜板置于加热环境中,使其达到适当的温度。这个温度取决于所使用的热解条件和材料性质。
3.热解:在加热条件下,铝基覆铜板中的有机物和树脂等成分会逐渐分解,产生气体和残渣。这些气体和残渣可以通过控制热解条件(如温度、压力等)进行分离。
4.分离:经过热解后,铝基覆铜板中的铜箔和铝基体可以分离。具体的分离方法可能因所使用的工艺而异,如采用化学溶解、机械剥离等方法。
5.后处理:对分离后的铜箔和铝基体进行适当的后处理,如清洗、干燥等,以去除剩余的杂质和污染物。
需要注意的是,铝基覆铜板的热解分离是一个复杂的化学反应过程,涉及到多种化学物质和反应机制。因此,在实际操作中需要严格控制热解条件和工艺参数,以确保分离效果和产品质量。
同时,热解过程中可能会产生有害气体和废物,需要进行合理的环保处理和资源回收。建议在实验或工业生产中遵循相关法规和安全
操作规程,确保操作安全和环境保护。
LED灯的铝基板是否导电
LED灯的铝基板是否导电
铝基板与玻纤板一样,都属于常用PCB的载体,不同的是铝基板的导热系数比玻纤板要高很多,所以它一般应用在功率元件等容易发热的场合,比如LED照明、开关及电源驱动等。
铝基板与玻纤板区别
玻纤板是电路板中最为常用的介质,比如常用的FR4板材,它是以玻璃纤维作为基板,将铜皮附着上之后形成覆铜板,经过一系列的再加工后形成印制电路板。
玻纤板的铜箔是通过粘结剂与玻纤板进行固定的,一般为树脂型的。玻纤板本身是绝缘的,并且有一定的阻燃性,但是它的导热性比较差。为了解决玻纤板的导热性问题,部分对散热有要求的元件一般会采用过孔导热的方式,再通过辅助的散热片进行散热,但是对于LED来讲,它是无法通过正面接触散热片进行散热的,如果使用过孔进行导热,效果是远远不够的,所以LED一般会使用铝基板作为电路板材料。
铝基板的结构与玻纤板是基本相似的,不同的是把玻璃纤维换成了铝材。由于铝本身是导电的,如果直接在铝材上覆铜,就会引起短路,所以铝基板中的粘结剂除了作为结合材料以外,还作为铜皮与铝板之间的绝缘材料。粘结剂的厚度会对板材的绝缘产生一定的影响,太薄绝缘性不好,太厚就会影响导热。
LED灯的铝基板是否导电
从上面铝基板的结构可以看出,虽然铝材是导电的,但是在铜箔与铝材之间是通过树脂进行绝缘的,所以正面的铜箔是作为导电线路的,背面的铝材作为导热的材料,它与正面的铜箔是不相通的。 铝材与铜箔之间通过树脂进行绝缘,但是它是有耐压范围的。除了铝基板以外,还有导热系数更高的铜基板,这种板材一般应用于电源功率元件,它的成本比起铝基板也是要高很多的。
PCB板材FR-4和铝基技术参数
•優良的尺寸穩定性 •厚膜混合集成電路
铝基板技术参数
产品简介
PRODUCTS INTRODUCTION
产品类型
Class 型号
Type 特性简要描述
Features
铝基覆铜板
GM-AL系列
Aluminum
Substrate
Copper Clad
Laminate
GM-AL Seriies AL-M-01 铝基、铜箔、FR4玻纤布,
Tg130 -170 C
Aluminum substrdte and copper foil, FR4 fiber glass
Tg130-170C
AL-H-02 铝基、铜箔、无玻纤 (Laird ,
热传导率3.0w/n..k.。
Aluminum substrate and copper foil ,
no-fiberglass,thermalconductivity(Laird)3.0w/m..k
AL-H-03 铝基、铜箔、无玻纤 (NRK ,
热传导率2.0w/n..k.。
Aluminum substrate and copper foil ,
no-fiberglass,thermalconductivity(NRK)2.0w/m..k
AL-H-04 铝基、铜箔、无玻纤 ,耐热350C 10min、
介绍常数4.2
Aluminum substrate and copper foil ,
no-fiberglass,enduring
10min at 350C , dielectric constant4.2
AL-H-05 铝基、铜箔、无玻纤 (Bergquist)
热传导率2.0w/n..k.。
Aluminum ,coper foil,no-fiberglass (Bergquist)thermal
conductivity 2.0w/m..k
特种覆铜版
GM-CU系列
Special Series
Copper
基于PCB铣边机的铝基板机械加工技术
仪器与设备Instrument&equipment 印制电路信息2010 No.9
基于PC B铣边机的铝基板机械加工技术
冯忠俊吴春辉 常远邱四军
(维嘉数控科技(苏州)有限公司,江苏苏州215122)
摘要 铝基板是一种最常见的金属基覆铜板,因其具有良好的导热性、电气绝缘性和尺寸稳定性,目前已被广泛 应用。但铝基扳的机械加工在业内一直是个难题。传统数控机l床多为单头加工,加工效率低,而普通的PCB铣边机又无法 胜任金属加工,铣边后会产生大量毛刺,影响耐压测试。这些机床通常还需要额外的冷却系统处理加工时产生的热量, 操作繁琐且易对板材、环境造成污染。文章通过在一种高性 ̄gPCB铣边机上对铝基板的机械加工工艺进行试验研究,提出 了合理的加工工艺,在干式切削条件下实现了边缘无毛刺和精度控制的目标,解决了铝基板机械加工中的难题。 关键词 铝基板;机械加工工艺;PCB铣边机;干式切削 中图分类号:TN41 文献标识码:A 文章编号:1009—0096(2010)9—0044—03
The Machining Process of Aluminum Substrate Based
0n PCB Routing Machine
FENG Zhong-jun WUChun—hui CHANG Yuan QIUSi-jun
Abstract Aluminum substrate,as the most common metal—based copper clad laminate,has good thermal
conductivity,electrical insulation and dimensional stability,and has been widely used.However,machining process of Aluminum Substrate has been a problem in PCB Industry.It is inefficient to process with single-head CNC machine tool,and general PCB Routing Machine can generate large number of burr,thus impact pressure test.So additional cooling system,with the feature of not easy to operate and pollutes the environment,is usually used.In
高性能铝基板的几个问题
小强铝基板制作
高性能铝基板的几个问题
高性能铝基板目前在国内属电子行业的攻关课题,我司目前在
设备、产能上具备批量生产该产品的能力,该产品广泛应用于汽车、
军事领域、航空、航天等高热、高温区域的电子、电频传输。诸如:
发动机、推进器等。目前能生产出高品质的铝基电子线路板只有美国。
电子产品发达国家和地区均处在研发阶段,工艺技术不稳定未成熟。
我司拟将生产高性能铝基板项目列为10年重大科技攻关项目,寻求
科研机构和大专院校的合作,解决如下课题:
1、铝基板具有散热快的特性,但生产工艺过程中对板材的表面处理
技术的凹坑、条纹、沙眼的工艺,设备解决。
2、铝基板生产材料的真充辅料的解决与选材,化工原材料,在覆铜
板生产领域主要有:玻璃布、树脂、丙酮、DMF、铜箔;而填料有:
硅微粉、双氰氨等绝缘功能材料。但在铝基板生产工艺中,上述材料
耐浊性能达不到要求,故研制和开发中间填就成了重大攻大课题,必
须选用具有耐高温,散热快,高绝缘性能的添加或填充化学物质。
3、各项性能参数本公司在寻求到合作伙伴后深入探讨交流。
希望我们会有很好的合作开端,共创国人自主知识产权的领先于国际
技术领域的优良产品。 小强铝基板制作
4,铝基板关键词:高导热铝基板、单面铝基板、双面铝基板、三层
四层铝基板、多层铝基板、机电铝基板、空调铝基板、日光灯铝基板、
路灯铝基板、大小功率铝基板、小强铝基板、射灯铝基板、洗墙灯铝
基板、背光铝基板、汽车铝基板、高铁铝基板、电动车铝基板、洗衣
机铝基板、马达铝基板、led显示屏铝基板、led铝基板、灯珠铝基板、
贴片铝基板、插件铝基板等
覆铜板材料产品介绍
1
覆铜板材料专业制造商
The professional manufacturer for CCL
产
品
资
料
Product Data
地址: 浙江省杭州市余杭镇金星工业园区
Address: Jinxing Industry Zone Yuhang Hangzhou Zhejiang
TEL: 86-0571-88650112
FAX: 86-0571-88650120 PC: 311121
2
目录 / Catalog
板材 CCL
产品类别
Classification 板材型号
CCL Dsg. 特性简述
Feature Tg
(DSC,℃) 页码
Page
常规FR-4
Conventional
FR-4 H140-1
/FR4-74 UV板
UV Blocking 135
or else Tg 3
H150 高耐热性中Tg板
Excellent thermal resistance &Mid-Tg 150 5 无铅制程专用板
Lead-free
Compatible H170LF 高耐热性高Tg板
Excellent thermal resistance &Hi-Tg 170 7
无卤板
Halogen-free
Compatible H1308 无卤板
Halogen-free 140
or else Tg 9
高CTI
High CTI H1600 CTI 600 135 11
CEM-3 H2130 普通型UV板
Conventional, UV Blocking 130 13
铝基板
Al-Substrate CCL HA40系列 散热性极佳,性价比高
Excellent thermal conductivity,
high cost performance _ 15
附1. 半固化片规格Prepreg Spec. Page17
铝基板技术参数要求
铝基板技术参数要求
铝基板是一种用于电子设备的重要材料,广泛应用于LED照明、电源模块、通信设备等领域。铝基板具有优异的导热性能、机械强度和电磁屏蔽性能,因此在选取铝基板时需要考虑一些重要的技术参数要求。
1. 板材厚度:铝基板的厚度通常在0.5mm至3.0mm之间,根据具体应用需求进行选择。较薄的板材适用于轻薄型设备,而较厚的板材适用于高功率电子设备。
2.铜箔厚度:铜箔是铝基板的导热层,一般厚度为35μm至140μm。较薄的铜箔能够提供更好的导热性能,但也会降低铝基板的机械强度。
3.热导率:铝基板的热导率决定了其散热性能,一般要求达到1.0W/mK以上,通常铝基板的热导率为1.0W/mK至5.0W/mK。
4.绝缘层:铝基板的绝缘层是由聚酰亚胺(PI)或环氧树脂形成的,能够提供良好的绝缘性能。绝缘层的厚度通常为75μm至125μm。
5.表面处理:铝基板的表面通常需要经过化学处理,以提供更好的连接性能。通常的表面处理方式有化学镀镍、金属化和喷锡等。铝基板的表面处理应符合IPC标准。
6. 尺寸和孔径:铝基板的尺寸和孔径应根据具体设计要求进行制定。常见的尺寸有400mm x 500mm、500mm x 600mm等,孔径的基准值通常为0.8mm。
7.焊盘:铝基板上的焊盘要求良好的焊接性能和机械强度,通常采用HASL(热气呢锡焊)或ENIG(电镀金)等方式进行处理。 8.焊膏:焊膏是连接元件和铝基板的重要材料,需要具有良好的粘接性、可焊性和可修正性。
9.表面平整度:铝基板的表面平整度直接影响到元件的安装和连接性能,因此要求板材表面平整度高,不得有凸起、凹陷或不平整现象。
10.过孔设计:铝基板上的过孔设计要考虑到吸波层和绝缘层的要求,确保过孔的稳定性和连接性能。
总之,铝基板在不同的领域和应用中有着不同的技术参数要求。以上列举的参数只是一些常见的要求,具体选择合适的铝基板应根据具体需求进行评估和测试。
常见LED散热基板材料介绍
常见LED散热基板材料介绍
概 述
在LED产品应用中,通常需要将多个LED组装在一电路基板上。电路基板除了扮演承载LED模块结构的角色外,另一方面,随着LED输出功率越来越高,基板还必须扮演散热的角色,以将LED晶体产生的热传派出去,因此在材料选择上必须兼顾结构强度及散热方面的要求。
传统LED由于LED发热量不大,散热问题不严重,因此只要运用一般的铜箔印刷电路板(PCB)即可。但随着高功率LED越来越盛行PCB已不足以应付散热需求。因此需再将印刷电路板贴附在一金属板上,即所谓的Metal Core PCB,以改善其传热路径。另外也有一种做法直接在铝基板表面直接作绝缘层或称介电层,再在介电层表面作电路层,如此LED模块即可直接将导线接合在电路层上。同时为避免因介电层的导热性不佳而增加热阻抗,有时会采取穿孔方式,以便让LED模块底端的均热片直接接触到金属基板,即所谓芯片直接黏着。 接下来介绍了几种常见的LED基板材料,并作了比较。
印刷电路基板(PCB)
常用FR4印刷电路基板,其热传导率0.36W/m.K,热膨胀系数在13 ~ 17ppm/K。可以单层设计,也可以是多层铜箔设计(如图2)。优点:技术成熟,成本低廉,可适用在大尺寸面板。缺点:热性能差,一般用于 传统的低功率LED。
图1 多层PCB的散热基板
金属基印制板(MCPCB)
由于PCB的热导率差﹑散热效能差,只适合传统低瓦数的LED。因此后来再将印刷电路基板贴附在一金属板上,即所谓的Metal Core PCB。金属基电路板是由金属基覆铜板(又称绝缘金属基板)经印刷电路制造工艺制作而成。 根据使用的金属基材的不同,分为铜基覆铜板、铝基覆铜板、铁基覆铜板,一般对于LED散热大多应用铝基板。如下图:
图2 金属基电路板的结构
MCPCB的优点:
(1)散热性
铝基板制作要求
基板制作要求
1、 铝基板尺寸:578mm*5mm (长*宽) 公差范围±0.2mm板厚度1mm公差范围:±0.1mm;
2、 导热系数要求>2.0,热阻值要求<0.175Ω;
3、 阻焊颜色为白色,字符颜色为黑色,表面工艺为抗氧化,覆铜厚度2oz—6oz;
4、 铝基覆铜板采用高散热铝基覆铜板,绝缘层由高导热的环氧树脂或其它树脂构成;
5、 铝基印制板温度冲击要求:从30℃加热至260℃,尺寸变化小于2.5~3.0%,耐高温要求:300℃2分钟不起层不起泡;
6、 冲外形后,铝基印制板边缘要求十分平整,无任何毛刺且板子翘曲度应小于0.5%。;
7、 外观要求:铝基板绝缘层必须保持干净、干燥,保护膜需贴平整,不能有空隙、气泡;
8、 整个生产流程不许碰伤、触及铝基面以免擦花铝基面;
9、 高压测试要求:DC1500V/10s ,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,均不合格。
