PCB鋁基板完整使用指南
- 2025-07-16 14:13:00
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什么是鋁 PCB？
鋁制 PCB 的布局與任何其他 PCB 相似。它有一層或多層銅、阻焊層和絲網(wǎng)印刷層。但是，鋁電路板沒有玻璃纖維或塑料基板，而是具有金屬基板。這個底座主要包含鋁的組合。金屬芯可以完全由金屬組成，也可以由玻璃纖維和鋁組合而成。鋁 PCB 通常是單面的，但也可以是雙面的。多層鋁 PCB 非常難以制造。
鋁板在 LED 和電源轉(zhuǎn)換電子產(chǎn)品中得到最多的使用。LED 產(chǎn)生的強光會產(chǎn)生高水平的熱量，鋁會將熱量從組件上帶走。鋁制 PCB 延長了 LED 設(shè)備的使用壽命并提供了更高的穩(wěn)定性。您可以在路燈、紅綠燈和家用照明中找到鋁基板。它們允許電源轉(zhuǎn)換器改變電流和調(diào)節(jié)電子設(shè)備。許多其他行業(yè)的創(chuàng)作者也發(fā)現(xiàn)了鋁電路板的用途，但他們并不經(jīng)常使用它們。
為什么在電路板中使用鋁？
鋁實際上可以將熱量從重要部件中帶走，從而最大限度地減少它可能對電路板產(chǎn)生的有害影響。更高的耐用性： 鋁為產(chǎn)品提供陶瓷或玻璃纖維基材無法提供的強度和耐用性。
鋁PCB的優(yōu)缺點
鋁板是導(dǎo)熱性最強的 PCB 選項之一。它們盡可能多地保持熱量遠離重要組件，以確保將電路損壞降至最低。由于它們的高耐熱性，它們可以處理更高密度的電路和更大的功率水平。由鋁合金制成的基材具有高水平的物理耐久性，可降低破損的風(fēng)險。與其他金屬相比，鋁除了成本合理外，對環(huán)境的影響較小。
另一方面，鋁 PCB 往往比標準板有更多的利基用途。雖然它們的成本低于在銅板上添加導(dǎo)體，但它們的價格比沒有這些組件的標準 PCB 高。如果您的應(yīng)用不涉及高溫，則投資鋁芯可能不會得到回報。如果您打算創(chuàng)建柔性電路，柔性PCB只能彎曲到其初始位置。它會彎曲以適應(yīng)較小的電子設(shè)備，但它無法承受振動的壓力。
鋁PCB的性能
1. 散熱
常見的 PCB 基板，如 PCB 材料 FR4、CEM3 是熱的不良導(dǎo)體。如果電子設(shè)備的熱量不能及時分布，就會導(dǎo)致電子元件高溫失效。鋁基板可以解決這個散熱問題。
2. 熱膨脹
鋁基板PCB可以有效解決散熱問題，從而緩解不同物質(zhì)的印刷電路板上元件的熱脹冷縮問題，提高了整機和電子設(shè)備的耐用性和可靠性。特別是，鋁基板可以解決 SMT（表面貼裝技術(shù)）的熱膨脹和收縮問題。
3. 尺寸穩(wěn)定性
鋁基板印刷電路板顯然比印刷電路板的絕緣材料具有更高的穩(wěn)定性。當(dāng)從 30°C 加熱到 140 ~ 150°C 時，鋁基板的尺寸變化僅為 2.5 ~ 3.0%。
4. 其他性能
鋁基板印刷電路板具有屏蔽作用，可以替代脆性陶瓷基板。鋁基板還有助于提高耐熱性和物理性能，降低生產(chǎn)成本和勞動力。
鋁PCB的結(jié)構(gòu)
鋁 PCB 是鋁基 CCL（CCL 是 PCB 的一種基材）。鋁 PCB 實際上與 FR4 PCB 非常相似。鋁 PCB 的基本結(jié)構(gòu)是四層。它由一層銅箔、一層介電層、一層鋁基層和鋁基膜組成。
銅箔層：使用的銅層比普通 CCL （1oz-10oz） 相對較厚。更厚的銅層意味著更大的載流能力。
介電層：介電層是導(dǎo)熱層，厚度約為 50μm 至 200μm。它具有低熱阻，適合其應(yīng)用。
鋁制底座：第三層是鋁基，由鋁基板制成。它具有很高的導(dǎo)熱性。
鋁基膜層：鋁基膜是選擇性的。它通過保護鋁表面免受刮擦和不需要的蝕刻而起到保護作用。它有兩種類型，即低于 120 度或 250 度左右（抗高溫）。
鋁PCB的分類
鋁 PCB 基本上分為三類。
通用鋁 PCB：這里使用的介電層由環(huán)氧樹脂玻璃纖維預(yù)浸料組成。
高導(dǎo)熱鋁 PCB：介電層由環(huán)氧樹脂組成。使用的樹脂必須具有高導(dǎo)熱性。
高頻鋁PCB：介電層由聚烯烴或聚酰亞胺樹脂玻璃纖維預(yù)浸料組成。
鋁PCB的制造難點
幾乎所有鋁 PCB 的制造過程基本上都是相同的。在這里，我們將討論主要的制造過程、困難及其解決方案。
銅蝕刻：鋁 PCB 中使用的銅箔相對較厚。但是，如果銅箔超過 3 盎司，則蝕刻需要寬度補償。如果不符合設(shè)計的要求，蝕刻后走線寬度將超出公差范圍。因此，應(yīng)準確設(shè)計走線寬度補償。在制造過程中需要控制蝕刻因素。
阻焊層印刷：由于銅箔較厚，鋁 PCB 的阻焊層印刷存在困難。這是因為如果走線銅太厚，那么蝕刻的圖像將在走線表面和基板之間產(chǎn)生很大的差異，并且阻焊層印刷將很困難。因此，采用兩次阻焊印刷。使用的阻焊油應(yīng)質(zhì)量好，在某些情況下，先進行樹脂填充，然后再進行阻焊。
機械制造：機械制造過程涉及機械鉆孔、成型和 V 劃線等，這些過程都留在內(nèi)部通孔上。這往往會降低電氣強度。因此，電動銑刀和專業(yè)銑刀應(yīng)用于產(chǎn)品的小批量生產(chǎn)。應(yīng)調(diào)整鉆孔參數(shù)以防止產(chǎn)生毛刺。這將幫助您的機械制造。
鋁PCB的應(yīng)用
鋁制底座具有良好的散熱功能。因為 LED 會產(chǎn)生大量的熱量，所以 LED 燈的印刷電路板一般是鋁基板。
1、音響設(shè)備：輸入輸出放大器、平衡放大器、音頻放大器、前置放大器、功率放大器等。
2. 電源設(shè)備：穩(wěn)定器、調(diào)節(jié)器、DC-AC 適配器等。
3、通信電子設(shè)備：高頻放大器、濾波電路。
4. 辦公自動化設(shè)備：電機驅(qū)動器等。
5、計算機：電源設(shè)備、軟盤驅(qū)動器、主板等。
6、電源模塊：逆變器、固態(tài)繼電器、整流橋等。
7、電子控制：繼電器、晶體管基座、電路中的各種元器件。
8. 開關(guān)、微波：散熱器、半導(dǎo)體器件、隔熱和電機控制器。
9、工業(yè)車輛：點火裝置、穩(wěn)壓器、自動安全控制系統(tǒng)、照明轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
10. LED顯示（兩種模式：LED顯示;帶LED光源顯示）
11、照明：隨著節(jié)能燈的推廣，各種節(jié)能LED燈受到市場的歡迎，因此LED燈的鋁基板有了大規(guī)模的應(yīng)用。
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