铝基PCB与铜基PCB对比及工程选型指南
来源：捷配
时间: 2026/02/03 10:18:59
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金属基板是高功率 PCB 的核心方案，铝基与铜基占据市场 95% 以上份额。很多工程师仅凭散热强弱做选择，忽略成本、加工、膨胀、高频适配等因素，导致量产问题。本文从材料、电气、热学、机械、成本全维度对比，给出分场景选型指南与设计注意事项。
基础材料与结构：铝基以 1060/5052 铝合金为芯，密度 2.7g/cm³，轻量化优势明显；铜基为无氧铜 / 紫铜，密度 8.9g/cm³，重量大但导热与膨胀性能更优。两者均为铜箔 - 介质 - 金属三层结构，差异集中在金属芯与高端介质配方。
热学性能：铝基垂直导热 1–4W/(m?K)，铜基可达 5–10W/(m?K)，相同功率下铜基结温低 15–30℃。小功率器件铝基足够，50W 以上高功率模块铜基优势显著。但导热受介质制约，选用高导热介质比单纯更换金属芯更有效。
热膨胀系数：铝基 23ppm/℃，铜基 17ppm/℃，硅芯片 2.6–4.0ppm/℃，铜基应力更小，车规、军工、大功率芯片优先铜基，降低分层与焊盘开裂风险。
电气与高频性能：两者绝缘介质一致，常规型号 Dk 4.0–5.0、Df 0.005–0.01，低频功率电路无差异；高频射频需低损耗介质，铜基因结构稳定，阻抗一致性略优于铝基。耐压均可达 4–10kV，满足电源与车载绝缘要求。
机械与加工：铝基硬度适中，可冲压、CNC、常规钻孔，良率高、成本低；铜基硬度高、韧性大，钻孔易断刀、披锋多，异形加工成本高。铝基适合轻薄结构件，铜基适合高刚性、高散热场景。
成本与量产：铝基原材料与加工成本低，为常规 FR-4 的 2–3 倍；铜基为铝基的 1.5–3 倍，小批量差异更大，大批量可通过工艺优化缩窄差距。
场景化选型：消费类 LED、普通电源、逆变器控制板，选标准铝基；车载 BMS、OBC、雷达前端、基站功放，选低损耗铜基；大功率激光器、工业激光器、GaN 功放模块，选高导热铜基 + 特种介质；对重量敏感的无人机、便携设备，强制选铝基。
设计优化要点：热过孔阵列优先布置在芯片正下方，铜基可适当减少孔数；功率线宽按 3A/mm² 计算，铜基可适当减窄；表层接地铜箔全覆盖，提升屏蔽与均热；大尺寸板增加加强筋，铝基减少翘曲。
避坑经验：不要盲目选用铜基，小功率场景溢价无收益；高频电路必须用低损耗介质，普通介质会导致信号衰减超标；加工前提供完整温循与力学要求，避免厂方用常规工艺生产。
铝基与铜基没有绝对好坏，铝基是性价比主力，铜基是高性能选择。工程师应按功率等级、温域、重量、成本、可靠性量化选型，配合合理布局与工艺，实现性能与成本的最佳平衡。
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