词条 | 铝基板 |
释义 | 常见于LED照明产品。有正反两面,白色的一面是焊接LED引脚的,另一面呈现铝本色,一般会涂抹导热凝浆后于导热部分接触。目前还有陶瓷基板等等。 铝基板铝基板(金属基散热板(包含铝基板,铜基板,铁基板))是低合金化的 Al-Mg-Si 系高塑性合金板(结构见下图),它具有良好的导热性、电气绝缘性能和机械加工性能,铝基板与传统的FR-4 相比,采用相同的厚度,相同的线宽,铝基板能够承载更高的电流,铝基板耐压可达4500V,导热系数大于2.0,目前在行业中以铝基板为主。 特点采用表面贴装技术(SMT);●在电路设计方案中对热扩散进行极为有效的处理; 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; 缩小产品体积,降低硬件及装配成本; 取代易碎的陶瓷基板,获得更好的机械耐久力。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。厚度为:0.003”至0.006”英寸是铝基覆铜板的核心技术所在,已获得UL认证。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,使组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。该公司生产的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材料相比有着其它材料不可比拟的优点。适合功率组件表面贴装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。 LED晶粒基板LED晶粒基板主要是作为LED 晶粒与系统电路板之间热能导出的媒介,藉由打线、共晶或覆晶的制程与LED 晶粒结合。而基于散热考量,目前市面上LED晶粒基板主要以陶瓷基板为主,以线路备制方法不同约略可区分为:厚膜陶瓷基板、低温共烧多层陶瓷、以及薄膜陶 瓷基板三种,在传统高功率LED元件,多以厚膜或低温共烧陶瓷基板作为晶粒散热基板,再以打金线方式将LED晶粒与陶瓷基板结合。如前言所述,此金线连结 限制了热量沿电极接点散失之效能。因此,近年来,国内外大厂无不朝向解决此问题而努力。其解决方式有二,其一为寻找高散热系数之基板材料,以取代氧化铝, 包含了矽基板、碳化矽基板、阳极化铝基板或氮化铝基板,其中矽及碳化矽基板之材料半导体特性,使其现阶段遇到较严苛的考验,而阳极化铝基板则因其阳极化氧 化层强度不足而容易因碎裂导致导通,使其在实际应用上受限,因而,现阶段较成熟且普通接受度较高的即为以氮化铝作为散热基板;然而,目前受限于氮化铝基板 不适用传统厚膜制程(材料在银胶印刷后须经850℃大气热处理,使其出现材料信赖性问题),因此,氮化铝基板线路需以薄膜制程备制。以薄膜制程备制之氮化 铝基板大幅加速了热量从LED晶粒经由基板材料至系统电路板的效能,因此大幅降低热量由LED晶粒经由金属线至系统电路板的负担,进而达到高热散的效果。 铝基板用途铝基板用途: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.计算机:CPU板`软盘驱动器`电源装置等。 7.功率模块:换流器`固体继电器`整流电桥等。 8、灯具灯饰:随着节能灯的提倡推广,各种节能绚丽的LED灯大受市场欢迎,而应用于LED灯的铝基板也开始大规模应用。 散热知识铝基板由电路层(铜箔层)、导热绝缘层和金属基层组成。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PCB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。IMS-H01、IMS-H02和LED-0601等高性能PCB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。工艺要求有:镀金、喷锡、osp抗氧化、沉金、无铅ROHS制程等。 铝基板制作工艺流程一、 开料1、 开料的流程领料——剪切 2、 开料的目的 将大尺寸的来料剪切成生产所需要的尺寸 3、 开料注意事项 ① 开料首件核对首件尺寸 ② 注意铝面刮花和铜面刮花 ③ 注意板边分层和披锋 二、 钻孔1、 钻孔的流程 打销钉——钻孔——检板 2、 钻孔的目的 对板材进行定位钻孔对后续制作流程和客户组装提供辅助 3、 钻孔的注意事项 ① 核对钻孔的数量、空的大小 ② 避免板料的刮花 ③ 检查铝面的披锋,孔位偏差 ④ 及时检查和更换钻咀 ⑤ 钻孔分两阶段,一钻:开料后钻孔为外围工具孔 二钻:阻焊后单元内工具孔 三、 干/湿膜成像1、 干/湿膜成像流程 磨板——贴膜——曝光——显影 2、 干/湿膜成像目的 在板料上呈现出制作线路所需要的部分 3、 干/湿膜成像注意事项 ① 检查显影后线路是否有开路 ② 显影对位是否有偏差,防止干膜碎的产生 ③ 注意板面擦花造成的线路不良 ④ 曝光时不能有空气残留防止曝光不良 ⑤ 曝光后要静止15分钟以上再做显影 四、酸性/碱性蚀刻1、 酸性/碱性蚀刻流程 蚀刻——退膜——烘干——检板 2、 酸性/碱性蚀刻目的 将干/湿膜成像后保留需要的线路部分,除去线路以外多余的部分 3、 酸性/碱性蚀刻注意事项 ① 注意蚀刻不净,蚀刻过度 ② 注意线宽和线细 ③ 铜面不允许有氧化,刮花现象 ④ 退干膜要退干净 五、丝印阻焊、字符1、 丝印阻焊、字符流程 丝印——预烤——曝光——显影——字符 2、 丝印阻焊、字符的目的 ① 防焊:保护不需要做焊锡的线路,阻止锡进入造成短路 ② 字符:起到标示作用 3、 丝印阻焊、字符的注意事项 ① 要检查板面是否存在垃圾或异物 ② 检查网板的清洁度③ 丝印后要预烤30分钟以上,以避免线路见产生气泡 ④ 注意丝印的厚度和均匀度 ⑤ 预烤后板要完全冷却,避免沾菲林或破坏油墨表面光泽度 ⑥ 显影时油墨面向下放置 六、V-CUT,锣板1、 V-CUT,锣板的流程 V-CUT——锣板——撕保护膜——除披锋 2、 V-CUT,锣板的目的 ① V-CUT:将单PCS线路与整PNL的板材切割留有少部分相连方便包装与取出使用 ② 锣板:将线路板中多余的部分除去 3、 V-CUT,锣板的注意事项 ① V-CUT过程中要注意V的尺寸,边缘的残缺、毛刺 ② 锣板时注意造成毛刺,锣刀偏斜,及时的检查和更换锣刀 ③ 最后在除披锋时要避免板面划伤 七、测试,OSP1、 测试,OSP流程 线路测试——耐电压测试——OSP 2、 测试,OSP的目的 ① 线路测试:检测已完成的线路是否正常工作 ② 耐电压测试:检测已完成线路是否能承受指定的电压环境 ③ OSP:让线路能更好的进行锡焊 3、 测试,OSP的注意事项 ① 在测试后如何区分后如何存放合格与不合格品 ② 做完OSP后的摆放 ③ 避免线路的损伤 八、FQC,FQA,包装,出货1、流程 FQC——FQA——包装——出货 2、目的 ① FQC对产品进行全检确认 ② FQA抽检核实 ③ 按要求包装出货给客户 3、注意 ① FQC在目检过程中注意对外观的确认,作出合理区分 ② FQA真对FQC的检验标准进行抽检核实 ③ 要确认包装数量,避免混板,错板和包装破损 铝基板生产能力最大加工面积 Max.Board Size 23inch * 35inch 板厚 Board Thickness 0.4-6.0mm 最小线宽 Min.Line Width 0.10mm 最小间距 Min.Space 0.10mm 最小孔径 Min.Hole Size 0.15mm 孔壁铜厚 PTH Wall Thickness >0.025mm 金属化孔径公差 PTH Hole Dia.Tolerance ±0.05mm 非金属化孔径公差 Non PTH Hole Dia.Tolerance ±0.05mm 孔位公差 Hole Position Deviation ±0.076mm 外形尺寸公差 Outline Tolerance ±0.1mm 开槽 V-cut 30°/45°/60° 最小BGA焊盘 Min.BGA PAD 14mil PCB交流阻抗控制 Impedance control PCB ≤50Ω ±5Ω >50Ω ±10% 阻焊层最小桥宽 Soldemask Layer Min.Bridge width 5mil 阻焊膜最小厚宽 Soldemask film Min.Thickness 10mil 绝缘电阻 Insulation Resistance 1012Ω(常态)Normal 抗剥强度 Peel-off Strength 1.4N/mm 阻焊剂硬度 Soldemask Abrasion >5H 热衡击测试 Soldexability Test 260℃20(秒)second 通断测试电压 E-test Voltage 50-250V 介质常数 Permitivity ε=2.1~10.0 体积电阻 Volume resistance 1014Ω-m,ASTM D257,IEC60093 铝基板测试项目Item 实验条件 Conditions 典型值 Typical Value 厚度 Thickness性能参数 剥离强度 Peel strength(kgf/cm) A ≧1.5 50-150 耐焊锡性 Solder Resistance(s) 288℃ 2min dipping 不分层,不起泡 No delamination and no bubble 50-150 绝缘击穿电压 Dielectric Breakdown voltage(Kv) D-48/50+D-0.5/23 ≧4.6 75 热阻 Thermal resistance(℃/W) ASTM D5470 0.175 142 熟阻抗 Thermal impedance(*cm2/W) ASTM D5470 1.68 142 导热系数 Thermal Conductivity(w/mk) ASTM D5470 ≥2.0 50-150 表面电阻 Surface resistance(Ω) C-96/35/90 ≥1012 50-150 体积电阻 Volume resistance(Ω) ≥1012 50-150 介电常数 Dk 1MHz C-24/23/50 ≦5.0 50-150 介电损耗 Dk 1MH ≦0.05 50-150 耐燃性 Flammability UL94 VO PASS 50-150 CTI(Volt) IEC 60112 600 50-150 以上厚度仅为胶层厚度,不包括铜箔与铜板。 结构 绝缘层厚:75 um±% 导体厚:35um±10% 金属板厚:1.0mm±0.1mm 铝基板储存条件铝基板一般储存在阴暗、干燥的环境里,大多数铝基板极易容易发潮、发黄和发黑,一般打开真空包装后48小时内要使用。 铝基板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与传统的 FR-4 相比,铝基板能够将热阻降至最低,使铝基板具有极好的热传导性能;与厚膜陶瓷电路相比,它的机械性能又极为优良。 铝基板型号铝基板常用的金属铝基的板材主要有1000系、5000系和6000系,这三系铝材的基本特性如下:①1000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。目前市场上流通的大部分为1050和1060系列。1000系列铝板是根据最后两位数字来确定这个系列的最低含铝量,比如1050系列最后两位数字为50,根据国际牌号命名原则,其含铝量必须达到99.5%以上方为合格产品。在我国的铝合金技术标准(GB/T3880-2006)中也明确规定1050含铝量达到99.5%。同样的道理1060系列铝板的含铝量必须达到99.6%以上。②5000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。其加工工艺为连铸连轧,属于热轧铝板系列,故能做氧化深加工。在我国5000系列铝板属于较为成熟的铝板系列之一。③6000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。从材料本身的质地、硬度、延伸率、化学性能和价格等方面考虑,目前铝基板一般常用5000系铝材中的5052合金铝板。 铝基板分类铝基板按照工艺可分为:喷锡铝基板,抗氧化铝基板,镀银铝基板,沉金铝基板等;按照用途可分为:路灯铝基板,日光灯铝基板,LB铝基板,COB铝基板,封装铝基板,球泡灯铝基板,电源铝基板,汽车铝基板等等。 |
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