鋁基板

鋁基板用於高端使用的也有設計為雙面板，結構為電路層、絕緣層、鋁基、絕緣層、電路層。極少數應用為多層板，可以由普通的多層板與絕緣層、鋁基貼合而成。

LED鋁基板就是PCB，也是印刷線路板的意思，只是線路板的材料是鋁合金，以前我們一般的線路板的材料是玻纖，但因為LED發熱較大，所以LED燈具用的線路板一般是鋁基板，能夠導熱快，其他設備或電器類用的線路板還是玻纖板！

功率器件表面貼裝在電路層，器件運行時所產生的熱量通過絕緣層快速傳導到金屬基層，然後由金屬基層將熱量傳遞出去，從而實現對器件的散熱（請見圖2）

與傳統的FR-4比，鋁基板能夠將熱阻降至最低，使鋁基板具有極好的熱傳導性能；與厚膜陶瓷電路相比，它的機械性能又極為優良。

此外，鋁基板還有如下獨特的優勢：

Ø符合RoHs要求；

Ø更適應於SMT工藝；

Ø在電路設計方案中對熱擴散進行極為有效的處理，從而降低模塊運行溫度，延長使用壽命，提高功率密度和可靠性；

Ø減少散熱器和其它硬體（包括熱界面材料）的裝配，縮小產品體積，降低硬體及裝配成本；

Ø將功率電路和控制電路最優化組合；

Ø取代易碎的陶瓷基板，獲得更好的機械耐久力。

線路層（一般採用電解銅箔）經過蝕刻形成印製電路，用於實現器件的裝配和連接。與傳統的FR-4相比，採用相同的厚度，相同的線寬，鋁基板能夠承載更高的電流。

絕緣層是鋁基板最核心的技術，主要起到粘接，絕緣和導熱的功能。鋁基板絕緣層是功率模塊結構中最大的導熱屏障。絕緣層熱傳導性能越好，越有利於器件運行時所產生熱量的擴散，也就越有利於降低器件的運行溫度，從而達到提高模塊的功率負荷，減小體積，延長壽命，提高功率輸出等目的。

是一個典型的電機控制器模塊，其中右側圖示採用傳統工藝（FR-4），使用了大量的散熱器、熱界面材料和其它配件，模塊體積龐大，結構複雜，裝配成本較高；而左側因為採用了高導熱性能的鋁基板，得到了一個高度自動化的表貼產品，整個產品的部件從130個減少到18個，功率負荷增加了30%，模塊體積大大縮小。此類高功率密度的模塊，只有高導熱性能的鋁基板方可勝任。

絕緣金屬基板採用何種金屬，需要取決於金屬基板的熱膨脹係數，熱傳導能力，強度，硬度，重量，表面狀態和成本等條件的綜合考慮。

一般情況下，從成本和技術性能等條件來考慮，鋁板是比較理想的選擇。可供選擇的鋁板有6061，5052，1060 等。如果有更高的熱傳導性能、機械性能、電性能和其它特殊性能的要求，銅板、不鏽鋼板、鐵板和硅鋼板等亦可採用。

鋁基板（金屬基散熱板（包含鋁基板，銅基板，鐵基板））是低合金化的Al-Mg-Si系高塑性合金板（結構見下圖），它具有良好的導熱性、電氣絕緣性能和機械加工性能，鋁基板與傳統的FR－4相比，採用相同的厚度，相同的線寬，鋁基板能夠承載更高的電流，鋁基板耐壓可達4500V，導熱係數大於2.0，在行業中以鋁基板為主。

●採用表面貼裝技術（SMT）；

●在電路設計方案中對熱擴散進行極為有效的處理；

●降低產品運行溫度，提高產品功率密度和可靠性，延長產品使用壽命；

●縮小產品體積，降低硬體及裝配成本；

●取代易碎的陶瓷基板，獲得更好的機械耐久力。結構

鋁基復銅板是一種金屬線路板材料、由銅箔、導熱絕緣層及金屬基板組成，它的結構分三層：

Cireuitl.Layer線路層：相當於普通PCB的復銅板，線路銅箔厚度loz至10oz。

DielcctricLayer絕緣層：絕緣層是一層低熱阻導熱絕緣材料。厚度為：0.003”至0.006”英寸是鋁基復銅板的核心技術所在，已獲得UL認證。BaseLayer基層：是金屬基板，一般是鋁或可所選擇銅。鋁基復銅板和傳統的環氧玻璃布層壓板等。

PCB材料相比有著其它材料不可比擬的優點。適合功率組件表面貼裝SMT公藝。

無需散熱器，體積大大縮小、散熱效果極好，良好的絕緣性能和機械性能。

LED晶粒基板主要是作為LED晶粒與系統電路板之間熱能導出的媒介，藉由打線、共晶或復晶的製程與LED晶粒結合。而基於散熱考量，市面上LED晶粒基板主要以陶瓷基板為主，以線路備制方法不同約略可區分為：厚膜陶瓷基板、低溫共燒多層陶瓷、以及薄膜陶瓷基板三種，在傳統高功率LED元件，多以厚膜或低溫共燒陶瓷基板作為晶粒散熱基板，再以打金線方式將LED晶粒與陶瓷基板結合。如前言所述，此金線連結限制了熱量沿電極接點散失之效能。因此，國內外大廠無不朝向解決此問題而努力。其解決方式有二，其一為尋找高散熱係數之基板材料，以取代氧化鋁，包含了矽基板、碳化矽基板、陽極化鋁基板或氮化鋁基板，其中矽及碳化矽基板之材料半導體特性，使其現階段遇到較嚴苛的考驗，而陽極化鋁基板則因其陽極化氧化層強度不足而容易因碎裂導致導通，使其在實際應用上受限，因而，現階段較成熟且普通接受度較高的即為以氮化鋁作為散熱基板；然而，目前受限於氮化鋁基板不適用傳統厚膜製程(材料在銀膠印刷后須經850℃大氣熱處理

，使其出現材料信賴性問題)，因此，氮化鋁基板線路需以薄膜製程備制。以薄膜製程備制之氮化鋁基板大幅加速了熱量從LED晶粒經由基板材料至系統電路板的效能，因此大幅降低熱量由LED晶粒經由金屬線至系統電路板的負擔，進而達到高熱散的效果。

鋁基板用途：功率混合IC（HIC）。

輸入、輸出放大器、平衡放大器、音頻放大器、前置放大器、功率放大器等。

開關調節器`DC/AC轉換器`SW調整器等。

高頻增幅器`濾波電器`發報電路。

電動機驅動器等。

電子調節器`點火器`電源控制器等。

CPU板`軟盤驅動器`電源裝置等。

換流器`固體繼電器`整流電橋等。

隨著節能燈的提倡推廣，各種節能絢麗的LED燈大受市場歡迎，而應用於LED燈的鋁基板也開始大規模應用。

一、開料

1、開料的流程

領料——剪切

2、開料的目的

將大尺寸的來料剪切成生產所需要的尺寸

3、開料注意事項

① 開料首件核對首件尺寸

② 注意鋁面刮花和銅面刮花

③ 注意板邊分層和披鋒

二、鑽孔

1、鑽孔的流程

打銷釘——鑽孔——檢板

2、鑽孔的目的

對板材進行定位鑽孔對後續製作流程和客戶組裝提供輔助

3、鑽孔的注意事項

① 核對鑽孔的數量、孔的大小

② 避免板料的刮花

③ 檢查鋁面的披鋒，孔位偏差

④ 及時檢查和更換鑽咀

⑤ 鑽孔分兩階段，一鑽：開料后鑽孔為外圍工具孔

二鑽：阻焊后單元內工具孔

三、干/濕膜成像

1、干/濕膜成像流程

磨板——貼膜——曝光——顯影

2、干/濕膜成像目的

在板料上呈現出製作線路所需要的部分

3、干/濕膜成像注意事項

① 檢查顯影后線路是否有開路

② 顯影對位是否有偏差，防止干膜碎的產生

③ 注意板面擦花造成的線路不良

④曝光時不能有空氣殘留防止曝光不良

⑤ 曝光后要靜止15分鐘以上再做顯影

四、酸性/鹼性蝕刻

1、酸性/鹼性蝕刻流程

蝕刻——退膜——烘乾——檢板

2、酸性/鹼性蝕刻目的

將干/濕膜成像后保留需要的線路部分，除去線路以外多餘的部分，酸性蝕刻時應注意蝕刻藥水對鋁基材的腐蝕；

3、酸性/鹼性蝕刻注意事項

① 注意蝕刻不凈，蝕刻過度

② 注意線寬和線細

③ 銅面不允許有氧化，刮花現象

④ 退干膜要退乾淨

五、絲印阻焊、字元

1、絲印阻焊、字元流程

絲印——預烤——曝光——顯影——字元

2、絲印阻焊、字元的目的

① 防焊：保護不需要做焊錫的線路，阻止錫進入造成短路

② 字元：起到標示作用

3、絲印阻焊、字元的注意事項

① 要檢查板面是否存在垃圾或異物

② 檢查網板的清潔度

③ 絲印后要預烤30分鐘以上，以避免線路見產生氣泡

④ 注意絲印的厚度和均勻度

⑤ 預烤后板要完全冷卻，避免沾菲林或破壞油墨表面光澤度

⑥ 顯影時油墨面向下放置

六、V-CUT，鑼板

1、 V-CUT，鑼板的流程

V-CUT——鑼板——撕保護膜——除披鋒

2、 V-CUT，鑼板的目的

① V-CUT：將單PCS線路與整PNL的板材切割留有少部分相連方便包裝與取出使用

② 鑼板：將線路板中多餘的部分除去

3、 V-CUT，鑼板的注意事項

① V-CUT過程中要注意V的尺寸，邊緣的殘缺、毛刺

② 鑼板時注意造成毛刺，鑼刀偏斜，及時的檢查和更換鑼刀

③ 最後在除披鋒時要避免板面划傷

七、測試，OSP

1、測試，OSP流程

線路測試——耐電壓測試——OSP

2、測試，OSP的目的

① 線路測試：檢測已完成的線路是否正常工作

② 耐電壓測試：檢測已完成線路是否能承受指定的電壓環境

③ OSP：讓線路能更好的進行錫焊

3、測試，OSP的注意事項

① 在測試后如何區分后如何存放合格與不合格品

② 做完OSP后的擺放

③ 避免線路的損傷

八、FQC，FQA，包裝，出貨

1、流程

FQC——FQA——包裝——出貨

2、目的

① FQC對產品進行全檢確認

② FQA抽檢核實

③ 按要求包裝出貨給客戶

3、注意

① FQC在目檢過程中注意對外觀的確認，作出合理區分

② FQA真對FQC的檢驗標準進行抽檢核實

③ 要確認包裝數量，避免混板，錯板和包裝破損

最大加工面積

板厚

最小線寬

最小間距 0.10mm

最小孔徑 0.15mm

孔壁銅厚 >0.025mm

金屬化孔徑公差±0.05mm

非金屬化孔徑公差e ±0.05mm

孔位公差 ±0.076mm

外形尺寸公差 ±0.1mm

開槽30°/45°/60°

最小BGA焊盤14mil

PCB交流阻抗控制 ≤50Ω ±5Ω

>50Ω ±10%

阻焊層最小橋寬

阻焊膜最小厚寬

絕緣電阻

抗剝強度

阻焊劑硬度

熱衡擊測試

通斷測試電壓

介質常數

體積電阻

實驗條件

典型值

厚度

性能參數

剝離強度

耐焊錫性

不分層，不起泡

絕緣擊穿電壓

熱阻

熟阻抗

導熱係數

表面電阻

體積電阻

介電常數

介電損耗

耐燃性

※以上厚度僅為膠層厚度，不包括銅箔與銅板。

結構

絕緣層厚：75 um±% 導體厚：35um±10%

金屬板厚：1.0mm±0.1mm

鋁基板一般儲存在陰暗、乾燥的環境里，大多數鋁基板極易容易發潮、發黃和發黑，一般打開真空包裝后48小時內要使用。

鋁基板常用的金屬鋁基的板材主要有1000系、5000系和6000系，這三系鋁材的基本特性如下：①1000系列 代表 1050、 1060 、1070 ，1000系列鋁板又稱為純鋁板，在所有系列中1000系列屬於含鋁量最多的，純度可以達到99.00%以上。由於不含有其他技術元素，所以生產過程比較單一，價格相對比較便宜，是目前常規工業中最常用的一個系列。市場上流通的大部分為1050和1060系列。1000系列鋁板是根據最後兩位數字來確定這個系列的最低含鋁量，比如1050系列最後兩位數字為50，根據國際牌號命名原則，其含鋁量必須達到99.5%以上方為合格產品。在我國的鋁合金技術標準(GB/T3880-2006)中也明確規定1050含鋁量達到99.5%。同樣的道理1060系列鋁板的含鋁量必須達到99.6%以上。②5000系列 代表5052、5005、5083、5A05系列。5000系列鋁板屬於較常用的合金鋁板系列，主要元素為鎂，含鎂量在3-5%之間，其又稱為鋁鎂合金。主要特點為密度低、抗拉強度高、延伸率高等。在相同面積下鋁鎂合金的重量低於其他系列，故常用在航空方面，比如飛機油箱。另外在常規工業中應用也較為廣泛。其加工工藝為連鑄連軋，屬於熱軋鋁板系列，故能做氧化深加工。在我國5000系列鋁板屬於較為成熟的鋁板系列之一。③6000系列 代表6061 主要含有鎂和硅兩種元素，故集中了4000系列和5000系列的優點6061是一種冷處理鋁鍛造產品，適用於對抗腐蝕性、氧化性要求高的應用。可使用性好，介面特點優良，容易塗層，加工性好。6061的一般特點：優良的介面特徵、容易塗層、強度高、可使用性好，抗腐蝕性強。6061鋁的典型用途：飛機零件、照相機零件、耦合器、船舶配件和五金、電子配件和接頭等方面。從材料本身的質地、硬度、延伸率、化學性能和價格等方面考慮，鋁基板一般常用5000系鋁材中的5052合金鋁板。

鋁基板按照工藝可分為：噴錫鋁基板，抗氧化鋁基板，鍍銀鋁基板，沉金鋁基板等；按照用途可分為：路燈鋁基板，日光燈鋁基板，LB鋁基板，COB鋁基板，封裝鋁基板，球泡燈鋁基板，電源鋁基板，汽車鋁基板等等。