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铜基板层压结构解密:导热优势为何远超铝基板?

来源:捷配 时间: 2026/01/22 09:17:20 阅读: 73
    经常被问到 “高功率器件散热选铝基板还是铜基板”,答案其实很明确 —— 对散热要求苛刻的场景,铜基板是不二之选。其核心优势来自独特的层压结构和材料特性,今天就带大家拆解铜基板的 “散热密码”。
 
 
    铜基板的层压结构主要分为三层核心结构:金属铜基材层、导热绝缘层、铜箔线路层。金属铜基材是散热的核心载体,常见厚度为 1.0-3.0mm,纯度≥99.9%,这是保证高导热的基础;中间的导热绝缘层是技术关键,采用高导热环氧树脂填充陶瓷颗粒(如氧化铝、氮化硼),导热系数可达 2.5W/m?K 以上,远超普通铝基板的绝缘层(通常 1.0-1.5W/m?K);顶层的铜箔线路层负责承载电路,厚度 18-70μm,根据电流大小选择。
 
    对比铝基板,铜基板的散热效率能提升 30%,这组数据不是凭空而来的。从材料本质看,铜的导热系数(401W/m?K)远高于铝(237W/m?K),相同厚度下,铜基材的热传导能力是铝的 1.7 倍;再加上高导热绝缘层的加持,热量从线路层传导到铜基材的速度更快,能快速将器件产生的热量散发到外部散热器。
 
    不同类型的铜基板,层压结构也有差异,适配不同应用场景:
单面铜基板只有顶层线路层,结构简单、成本较低,适合 LED 射灯、小功率电源模块;
双面铜基板则在铜基材上下两面都覆盖导热绝缘层和线路层,可实现双面布板,节省空间,多用于高密度电源设备;热电分离铜基板是高端款,它的线路层和散热层完全分离,电流走线路层,热量直接通过导热绝缘层传递到铜基材,导热效率比普通铜基板再提升 20%,专门用于大功率激光器、IGBT 模块等高热流密度器件。
 
    这里要强调一个误区:不是所有铜基板都能达到高导热。层压工艺的把控直接决定性能,比如真空压合环节,真空度必须≤10Pa,才能避免绝缘层和铜基材之间产生气泡 —— 气泡是导热的 “天敌”,会大幅降低热传导效率。同时,阶梯升温加压工艺是关键:预热阶段 80-100℃,压力 0.2MPa,排出胶层挥发物;压合阶段 160-180℃,压力 0.5-0.8MPa,让绝缘层和铜基材紧密结合;冷却阶段缓慢降温至 50℃以下,防止基板翘曲。这些参数缺一不可,也是优质铜基板和劣质产品的核心区别。
 
    在实际应用中,铜基板的散热优势能直接提升器件寿命。比如在 LED 路灯中,采用铜基板的灯具,LED 芯片的工作温度比铝基板低 15-20℃,寿命延长 50% 以上;在新能源汽车充电桩中,铜基板能有效解决功率模块的散热问题,保证充电桩在高负荷下稳定运行。

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