PCB铝基板完整使用指南

来源：时间: 2025/07/16 14:13:00 阅读: 188

什么是铝 PCB？

铝制 PCB 的布局与任何其他 PCB 相似。它有一层或多层铜、阻焊层和丝网印刷层。但是，铝电路板没有玻璃纤维或塑料基板，而是具有金属基板。这个底座主要包含铝的组合。金属芯可以完全由金属组成，也可以由玻璃纤维和铝组合而成。铝 PCB 通常是单面的，但也可以是双面的。多层铝 PCB 非常难以制造。

铝substrate.jpg

铝板在 LED 和电源转换电子产品中得到最多的使用。LED 产生的强光会产生高水平的热量，铝会将热量从组件上带走。铝制 PCB 延长了 LED 设备的使用寿命并提供了更高的稳定性。您可以在路灯、红绿灯和家用照明中找到铝基板。它们允许电源转换器改变电流和调节电子设备。许多其他行业的创作者也发现了铝电路板的用途，但他们并不经常使用它们。

为什么在电路板中使用铝？

铝实际上可以将热量从重要部件中带走，从而最大限度地减少它可能对电路板产生的有害影响。更高的耐用性：铝为产品提供陶瓷或玻璃纤维基材无法提供的强度和耐用性。

铝PCB的优缺点

铝板是导热性最强的 PCB 选项之一。它们尽可能多地保持热量远离重要组件，以确保将电路损坏降至最低。由于它们的高耐热性，它们可以处理更高密度的电路和更大的功率水平。由铝合金制成的基材具有高水平的物理耐久性，可降低破损的风险。与其他金属相比，铝除了成本合理外，对环境的影响较小。

另一方面，铝 PCB 往往比标准板有更多的利基用途。虽然它们的成本低于在铜板上添加导体，但它们的价格比没有这些组件的标准 PCB 高。如果您的应用不涉及高温，则投资铝芯可能不会得到回报。如果您打算创建柔性电路，柔性PCB只能弯曲到其初始位置。它会弯曲以适应较小的电子设备，但它无法承受振动的压力。

铝PCB的性能

1. 散热

常见的 PCB 基板，如 PCB 材料 FR4、CEM3 是热的不良导体。如果电子设备的热量不能及时分布，就会导致电子元件高温失效。铝基板可以解决这个散热问题。

2. 热膨胀

铝基板PCB可以有效解决散热问题，从而缓解不同物质的印刷电路板上元件的热胀冷缩问题，提高了整机和电子设备的耐用性和可靠性。特别是，铝基板可以解决 SMT（表面贴装技术）的热膨胀和收缩问题。

3. 尺寸稳定性

铝基板印刷电路板显然比印刷电路板的绝缘材料具有更高的稳定性。当从 30°C 加热到 140 ~ 150°C 时，铝基板的尺寸变化仅为 2.5 ~ 3.0%。

4. 其他性能

铝基板印刷电路板具有屏蔽作用，可以替代脆性陶瓷基板。铝基板还有助于提高耐热性和物理性能，降低生产成本和劳动力。

铝PCB的结构

铝 PCB 是铝基 CCL（CCL 是 PCB 的一种基材）。铝 PCB 实际上与 FR4 PCB 非常相似。铝 PCB 的基本结构是四层。它由一层铜箔、一层介电层、一层铝基层和铝基膜组成。

铜箔层：使用的铜层比普通 CCL （1oz-10oz）相对较厚。更厚的铜层意味着更大的载流能力。
介电层：介电层是导热层，厚度约为 50μm 至 200μm。它具有低热阻，适合其应用。
铝制底座：第三层是铝基，由铝基板制成。它具有很高的导热性。
铝基膜层：铝基膜是选择性的。它通过保护铝表面免受刮擦和不需要的蚀刻而起到保护作用。它有两种类型，即低于 120 度或 250 度左右（抗高温）。

铝制PCB structure.jpg

铝PCB的分类

铝 PCB 基本上分为三类。

通用铝 PCB：这里使用的介电层由环氧树脂玻璃纤维预浸料组成。
高导热铝 PCB：介电层由环氧树脂组成。使用的树脂必须具有高导热性。
高频铝PCB：介电层由聚烯烃或聚酰亚胺树脂玻璃纤维预浸料组成。

铝PCB的制造难点

几乎所有铝 PCB 的制造过程基本上都是相同的。在这里，我们将讨论主要的制造过程、困难及其解决方案。

铜蚀刻：铝 PCB 中使用的铜箔相对较厚。但是，如果铜箔超过 3 盎司，则蚀刻需要宽度补偿。如果不符合设计的要求，蚀刻后走线宽度将超出公差范围。因此，应准确设计走线宽度补偿。在制造过程中需要控制蚀刻因素。
阻焊层印刷：由于铜箔较厚，铝 PCB 的阻焊层印刷存在困难。这是因为如果走线铜太厚，那么蚀刻的图像将在走线表面和基板之间产生很大的差异，并且阻焊层印刷将很困难。因此，采用两次阻焊印刷。使用的阻焊油应质量好，在某些情况下，先进行树脂填充，然后再进行阻焊。
机械制造：机械制造过程涉及机械钻孔、成型和 V 划线等，这些过程都留在内部通孔上。这往往会降低电气强度。因此，电动铣刀和专业铣刀应用于产品的小批量生产。应调整钻孔参数以防止产生毛刺。这将帮助您的机械制造。

composition of aluminum single sided pcb.jpg