铝基板

什么是铝基板

铝基板(英文翻译是Aluminum substrate)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。

铝基板的工作原理

功率器件表面贴装在电路层，器件运行时所产生的热量通过绝缘层快速传导到金属基层，然后由金属基层将热量传递出去，从而实现对器件的散热

图：铝基板工作原理

铝基板的结构

铝基覆铜板是一种金属线路板材料、由铜箔、导热绝缘层及金属基板组成，它的结构分三层：

CIREUITL.LAYER线路层：相当于普通PCB的覆铜板，线路铜箔厚度LOZ至10OZ

DIELCCTRICLAYER绝缘层：绝缘层是一层低热阻导热绝缘材料

BASELAYER基层：是金属基板，一般是铝或可所选择铜。铝基覆铜板和传统的环氧玻璃布层压板等。

电路层(即铜箔)通常经过蚀刻形成印刷电路，使元件的各个部件相互连接，一般情况下，电路层要求具有很大的载流能力，从而应使用较厚的铜箔，厚度一般35ΜM~280ΜM；导热绝缘层是铝基板核心技术之所在，它一般是由特种陶瓷填充的特殊的聚合物构成，热阻小，粘弹性能优良，具有抗热老化的能力，能够承受机械及热应力。

高性能铝基板的导热绝缘层正是使用了此种技术，使其具有极为优良的导热性能和高强度的电气绝缘性能；金属基层是铝基板的支撑构件，要求具有高导热性，一般是铝板，也可使用铜板(其中铜板能够提供更好的导热性)，适合于钻孔、冲剪及切割等常规机械加工。

PCB材料相比有着其他材料不可比拟的优点。适合功率元件表面贴装SMT公艺。无需散热器，体积大大缩小、散热效果极好，良好的绝缘性能和机械性能。

铝基板的性能特点

1、采用表面贴装技术(SMT)；

2、在电路设计方案中对热扩散进行极为有效的处理；

3、降低产品运行温度，提高产品功率密度和可靠性，延长产品使用寿命；

4、缩小产品体积，降低硬体及装配成本；

5、取代易碎的陶瓷基板，获得更好的机械耐久力。

铝基板的工艺能力

铝基板的工艺和工艺相关词汇解释

侧蚀：发生在抗蚀层图形下面导线侧壁的蚀刻称为侧蚀。侧蚀的程度是以侧向蚀刻的宽度来表示。

侧蚀与蚀刻液种类，组成和所使用的蚀刻工艺及设备有关。

蚀刻系数:导线厚度(不包括镀层厚度)与侧蚀量的比值称为蚀刻系数。

蚀刻系数＝V／X

用蚀刻系数的高低来衡量侧蚀量的大小。蚀刻系数越高，侧蚀量越少。在印制板的蚀刻操作中，希望有较高的蚀刻系数，尤其是高密度的精细导线的印制板更是如此。 镀层增宽在图形电镀时，由于电镀金属层的厚度超过电镀抗蚀层的厚度，而使导线宽度增加，称为镀层增宽。镀层增宽与电镀抗蚀层的厚度和电镀层的总厚度有直接关系。实际生产时，应尽量避免产生镀层增宽。

镀层突沿:金属抗蚀镀层增宽与侧蚀量的总和叫镀层突沿。如果没有镀层增宽，镀层突沿就等于侧蚀量。

蚀刻速率:蚀刻液在单位时间内溶解金属的深度(常以μm／min表示)或溶解一定厚度的金属所需的时间(min)。

溶铜量:在一定的允许蚀刻速率下，蚀刻液溶解铜的量。常以每升蚀刻液中溶解多少克铜(g/l)来表示。对特定的蚀刻液，其溶铜能力是一定的。

铝基板的封装

LED封装主要是提供LED芯片一个平台，让LED芯片有更好的光、电、热的表现，好的封装可让LED有更好的发光效率与好的散热环境，好的散热环境进而提升LED的使用寿命。LED封装技术主要建构在五个主要考虑因素上，分别为光学取出效率、热阻、功率耗散、可靠性及性价比(Lm/$)。

以上每一个因素在封装中都是相当重要的环节，举例来说，光取出效率关系到性价比；热阻关系到可靠性及产品寿命；功率耗散关系到客户应用。整体而言，较佳的封装技术就是必须要兼顾每一点，但最重要的是要站在客户立场思考，能满足并超出客户需求，就是好的封装。

通常使用单层或双层铝基板作为热沉，把单个芯片或多个芯片用固晶胶直接固定在铝基板(或铜基板)上，LED芯片的p和n两个电极则键合在铝基板表层的薄铜板上。根据所需功率的大小确定底座上排列led芯片的数目，可组合封装成1W、2W、3W等高亮度的大功率LED。最后，使用高折射率的材料按光学设计的形状对集成的LED进行封装。

铝基板的用途

用途：功率混合IC(HIC)

1、音频设备：输入、输出放大器、平衡放大器、音频放大器、前置放大器、功率放大器等。

2、电源设备：开关调节器、DC/AC转换器、SW调整器等。

3、通讯电子设备：高频增幅器、滤波电器、发报电路。

4、办公自动化设备：电动机驱动器等。

5、汽车：电子调节器、点火器、电源控制器等。

6、电脑：CPU板、软碟驱动器、电源装置等。

7、功率模组：换流器、固体继电器、整流电桥等。

铝基板板材

铝基板板材常用的铝基板材主要有1000系、5000系和6000系，这三系铝材的基本特性如下：

1、1000系列：代表1050、1060、1070，1000系列铝板又称为纯铝板，在所有系列中1000系列属于含铝量最多的，纯度可以达到99.00%以上。由于不含有其他技术元素，所以生产过程比较单一，价格相对比较便宜，是目前常规工业中最常用的一个系列。

2、5000系列：代表5052、5005、5083、5A05系列。5000系列铝板属于较常用的合金铝板系列，主要元素为镁，含镁量在3-5%之间，其又称为铝镁合金。主要特点为密度低、抗拉强度高、延伸率高等。在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列，故常用在航空方面，比如飞机油箱。另外在常规工业中应用也较为广泛。

3、6000系列：代表6061，主要含有镁和硅两种元素，故集中了4000系列和5000系列的优点6061是一种冷处理铝锻造产品，适用于对抗腐蚀性、氧化性要求高的应用。可使用性好，接口特点优良，容易涂层，加工性好。6061的一般特点：优良的接口特征、容易涂层、强度高、可使用性好，抗腐蚀性强。6061铝的典型用途：飞机零件、照相机零件、耦合器、船舶配件和五金、电子配件和接头等方面。

led铝基板与pcb铝基板

led铝基板是指用于专门led行业的铝基板，LED铝基板产品问世，开启散热应用行业的发展，由于LED铝基板散热特色，加上铝基板具有高散热、低热阻、寿命长、耐电压等优点，进而扩大LED产业的应用领域，如家电产品的指示灯铝基板、汽车车灯铝基板、路灯铝基板及户外大型看板等。

led铝基板导热系数和铝基板中间的绝缘层(一般的是PP，现在的有导热胶等)有关系，它是衡量铝基板好坏的三大标准之一(热阻值和耐压值是另两个性能)。铝基板导热系数可以在板材压合之后经过测试仪器测试得出数据，目前导热值高的一般是陶瓷类、铜等，但是由于考虑到成本的问题，目前市场上主流的是电子铝基板，相对应的铝基板导热系数是大家所关心的参数，导热系数越高就是代表性能越好的标志之一。

led铝基板就是PCB，也是印刷线路板的意思，只是线路板的材料是铝合金，以前我们一般的线路板的材料是玻纤。

铝基板的价格

随着铝基板生产技术、设备的改良，铝基板的产品价格加速合理化，通常供应商不会讲铝基板的报价直接提供，可咨询亿方电子关于铝基板的报价。

铝基板供应商介绍

亿方铝基板专业从事各类金属基板和20层以下各种FR-4电路板生产和研发的高科技企业，所生产的各种铝基板、铜基板、铁基板等金属基板以及各种FR-4电路板等产品，可与国外先进产品相媲美。主要产品有单层、双面、多层等大功率led贴片金属基板、插件式金属基板等。产品广泛应用于照明(如路灯照明、草坪灯、日光灯、舞台灯光等)、电子、机械、通讯、汽车等有散热需求的行业领域

铝基板的交期

铝基板业务订单安排过程中需要注意那些？

铝基板生产中应注意：

1、交期(打样一般3-5天)批量(5-7天)

2、品质要求(客户的详细要求，尺寸，厚度，工艺，是否开票，是否可以快递代收，是否有很特殊的要求？)

3、铝基板是否有批量后期，是否长期合作呢？都要一一搞清楚。

铝基板交期比较慢具体怎么解决?

1、平时铝基板可以做一批库存

2、铝基板交期昼夜加班

3、交期需要和客人协商处理

高导热铝基板与铝基板导热系数

铝基板导热系数顾名思义，它是一种铝基板散热性能参数，它是衡量铝基板好坏的三大标准之一(热阻值和耐压值是另两个性能)。铝基板导热系数可以在板材压合之后经过测仪器测试得出数据，目前导热值高的一般是陶瓷类、铜等，但是由于考虑到成本的问题，目前市场上大多数为铝基板，相对应的铝基板导热系数是大家所关心的参数，导热数越高就是代表性能越好的标志之一。铝基板是一种独特的金属基覆铜板铝基板，它具有良好的导热性、电气绝缘性能和机械加工性能。

一般情况下，在LED设计和各种电子设计的时候，都会有铝基板的应用，而LED散热设计则是按照流体动力学软件进行仿真和基础设计的，这对于铝基板的生产来说是十分必要的。

所谓流体流动的阻力则是由于流体的粘性和固体边界的影响，而导致流体在流动过程中受到一定的阻力，这个阻力就被成为流动阻力，可以分为沿程阻力和局部阻力两种；沿程阻力是在边界急剧变化的区域，如断面突然扩大或者是突然缩小、弯头等局部位置，是流体的流动状态发生急剧变化而产生的流动阻力。

通常，LED铝基板所采用的散热器为自然散热，在散热器的设计过程中主要分为三个步骤：

1、根据相关的约束条件来设计散热器的轮廓图；

2、根据铝基板散热器的相关设计准则来对散热器的齿厚、齿的形状、齿间距和铝基板的厚度进行优化；

3、进行校核计算，以确保散热器的散热性能。

铝基板的散热设计

为什么要进行热设计?

高温对电子产品的影响:绝缘性能退化；元器件损坏；材料的热老化；低熔点焊缝开裂、焊点脱落。

温度对元器件的影响:一般而言,温度升高电阻阻值降低；高温会降低电容器的使用寿命；高温会使变压器、扼流圈绝缘材料的性能下降,一般变压器、扼流圈的允许温度要低于95C；温度过高还会造成焊点合金结构的变化—IMC增厚,焊点变脆,机械强度降低；结温的升高会使晶体管的电流放大倍数迅速增加,导致集电极电流增加,又使结温进一步升高,最终导致组件失效。

热设计的目的是控制产品内部所有电子元器件的温度,使其在所处的工作环境条件下不超过标准及规范所规定的最高温度。最高允许温度的计算应以元器件的应力分析为基础,并且与产品的可靠性要求以及分配给每一个元器件的失效率相一致。

铝基板散热问题解决方案

LED的散热问题是LED厂家最头痛的问题，不过可以采用铝基板，因为铝的导热係数高，散热好，可以有效的将内部热量导出。铝基板是一种独特的金属基覆铜板，具有良好的导热性、电气绝缘性能和机械加工性能。设计时也要儘量将PCB靠近铝底座，从而减少灌封胶部分产生的热阻。

铝基板电路板的维修

每一个电路板维修工程师都有各自不同的判断方法、维修思路。但是在维修步骤方面都可以归纳为一下六个步骤。故障了解板卡维修，先了解故障情况，将故障判断定在一个更小的范围内，才有利于维修工作，因此了解电路板的故障情况对于着手维修非常重要。

1、板卡观察：板卡观察也就是初步研究，目的是了解板卡有哪些输入输出接口，板卡实现的功能有哪些，板卡各个控制部位的分布等信息。

2、线路测试：完成了故障了解、板卡观察之后，根据实际情况，对板卡进行初步的检测工作，线路检测不一定能够找出板卡的故障点，但是经验丰富的电路板维修人员可以通过检测排除大范围的故障，为接下来的维修铺路。

3、元器件检测：元器件的检查，大多数都需要通过烙铁将元器件从电路板上面去下，再从过专业设备检测，这个的过程会对电路板的外部完整性造成破坏，因此一般情况下维修人员不会随意拆取元器件。

4、故障维修：通过线路测试、元器件检测等工作，对找出的故障进行处理，包括线路修复、元器件更换、改造等工作。

5、上机测试：完成维修工作的板卡需要再次进行线路测试，确定没有故障以后，即可上机测试。

铝基板废料处理技术

印刷线路板由玻璃纤维、环氧树脂和多种金属化合物混合制成，废旧铝基板如果得不到妥善处置，其所含溴化阻燃剂等致癌物质，会对环境和人类健康产生严重的污染和危害。但同时废旧线路板也具有相当高的经济价值，线路板中的金属品位相当于普通矿物中金属品位的几十倍，金属的含量高达10~60%，含量最多的是铜，此外还有金、银、镍、锡、铅等金属，其中还不乏稀有金属，而自然界中富矿金属含量也不过3~5%。

有资料显示，1吨电脑部件平均要用去0.9公斤黄金、270公斤塑料、128.7公斤铜、1公斤铁、58.5公斤铅、39.6公斤锡、36公斤镍、19.8公斤锑，还有钯、铂等贵重金属等。由此可见，废旧电路板同时还是一座有待开发的'金矿'。根据对全国大部分地区废线路板处理现状的调查，现在许多电路板企业所产生的废电路板及边框料大部分是运到偏远地区采用焚烧和水洗的方法进行处理，造成了极为严重的二次污染。

其中焚烧法由于会产生大量有异味、有毒的溴类化合物，严重污染大气，早已被国家环保总局明令禁止，但是在偏远的山区，焚烧作坊仍然有生存的空间。

而水洗法由于工艺简单、投资少，已被广泛采用。但是水洗后产生的大量废渣(即'非金属物质'，占到铝基板重量的80%左右)依然对环境造成极大的危害，要处理或消除这些废渣很困难。水洗企业大多是将废渣作为生活垃圾填埋或交给环卫部门处理。

铝基板的应用和应用特点

铝基板由其本身构造，具有以下特点：导热性能非常优良、单面缚铜、器件只能放置在缚铜面、不能开电器连线孔所以不能按照单面板那样放置跳线。

铝基板上一般都放置贴片器件，管，输出整流管通过基板把热量传导出去，热阻很低，可取得较高可靠性。变压器采用平面贴片结构，也可通过基板散热，其温 升比常规要低，同样规格变压器采用铝基板结构可得到较大的输出功率。

由于铝基板优良的导热性，在小量手工焊接时比较困难，焊料冷却过快，容易出现问题现有一个简单实用的方法，将一个烫衣服的普通电熨斗(最好有调温功能),翻过来，熨烫面向上，固定好，温度调到150℃左右，把铝基板放在熨斗上面，加温一段时间，然后按照常规方法将元件贴上并焊接，熨斗温度以器件易于焊接为宜，太高有可能时器件损坏，甚至铝基板铜皮剥离，温度太低焊接效果不好，要灵活掌握.

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