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led铝基板的特点、结构与作用
    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
一、led铝基板的特点
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。
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二、led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。
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三、led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。
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1.为什么使用金属基印制板？
（1）散热性
目前，很多双面板、多层板密度高、功率大，热量散发难。常规的印制板基材如fr4、cem3都是热的不良导体
，层间绝缘，热量散发不出去。电子设备局部发热不排除，导致电子元器件高温失效，而金属基印制板可解
决这一散热难题。
（2）热膨胀性
热胀冷缩是物质的共同本性，不同物质cte(coefficient of thermal expansion)即热膨胀系数是不同的。
印制板是树脂+增强材料（如玻纤）+铜箔的复合物。在板面x-y轴方向，印制板的热膨胀系数（cte）为13~18
ppm/℃，在板厚z轴方向为80~90ppm/℃，而铜的cte为16.8ppm/℃。片状陶瓷芯片载体的cte为6ppm/℃，印制
板的金属化孔壁和相连的绝缘壁在z轴的cte相差很大，产生的热不能及时排除，热胀冷缩使金属化孔开裂、
断开，这样机器设备就不可靠了。
smt（表面贴装技术）使这一问题更为突出，成为非解决不可的问题。因为表面贴装的互连是通过表面焊点的
直接连接来实现的，陶瓷芯片载体cte为6，而fr4基材在x-y向cte为13~18，因此，贴装连接焊点由于cte不同
，长时间经受应力会导致疲劳断裂。
金属基印制板可有效地解决散热问题，从而使印制板上的元器件不同物质的热胀冷缩问题缓解，提高了整机
和电子设备的耐用性和可靠性。
（3）尺寸稳定性
金属基印制板，显然尺寸要比绝缘材料的印制板稳定得多。铝基印制板、铝夹芯板，从30℃加热至140~150℃
，尺寸变化为2.5~3.0%.
（4）其它原因
铁基印制板，具有屏蔽作用；替代脆性陶瓷基材；放心使用表面安装技术；减少印制板真正有效的面积；取
代了散热器等元器件，改善产品耐热和物理性能；减少生产成本和劳力。
2.简史
金属基印制板作为印制板的一个门类，60年代初开始采用，美国首创。1963年美国ves ierm electrico公司
作成了铁基夹芯印制板，在继电器上应用，1964年美国的金属基印制板已达到100万块。全国覆铜板行业协会
编写出版的《印制电路用覆铜箔层压板》一书（2001.10）说1969年日本三洋公司首先发明了铝基覆铜板的制
造技术，1974年开始应用于stk系列功率放大混合集成电路上，这一点同我查找的文献说法不一样。不管如何
，是60年代美日首先使用金属基印制板的。
日本六七十年代通产省作了很多调查，认可pcb使用面临的难题是高密度组装时，元器件装配密度高，散热性
是个大问题。普通的纸质、玻璃布、环氧覆铜板属绝缘材料，热传导率小，不宜作散热用，多层板层数多、
密度高、功率大时，热量必定排除不出去。因此，必须使用金属基印制板。日本住友、松下电工等公司推出
了很多商品化了的金属基覆铜板。
80、90年代，金属基板在全球各国被广泛采用，估计全球金属基印制年产值约二十亿美元。日本1991年产值
为25亿，1996年为60亿，2001年增长到80亿日元。美国贝格斯（bergquist）是专门作铝基覆铜板的公司，声
称每年销售这类板材3000万美元，在美国占有市场份额过一半以上。美国德克萨斯（texax）、克里夫兰
（cleveland）techtrade等公司对金属基板都作过很多研究，并也出有产品。中国1986年开始，由国营704厂
开发了铁基覆铜板，用于军工上。但我查阅过历届全国印制电路学术会上的论文，发现最早的一篇文章是成
都1010所1983年11月在第二届全国印制电路学术年会上发表的，题目是“金属基印制电路板制造工艺试验小
结”，产品也是用在军品上的。相隔四后后，在1987.9成都全国印制电路第三届学术年会上电子部10所又发
表另一篇论文“铝基芯印制板设计、制造和应用”，说明10所和704厂早年对铝基板都作了大量工作。
随着中国信息电子产业发展的突飞猛进，在电子、电信、汽车、摩托车、电源、音响等产品上近年来会越来
越多地应用金属基印制板。由于市场、技术形势的发展，散热问题已得到了非解决不可的地步，金属基印制
正可大显身手。
3.结构 铝基覆铜板咨询：135305-86520苏工 qq:504366668 邮箱：
目前市场上采购到的标准型金属基覆铜板材由三层不同材料所构成：铜、绝缘层、金属板（铜、铝、钢板）
，而铝基覆铜板最为常见。
（1）金属基材
铝基基材，使用lf、l4m、ly12铝材，要求扩张强度30kgf/mm2，延伸率5%。美国贝格斯铝基层分为1.0、1.6
、2.0、3.2mm 4种，铝型号为6061t6或5052h34。日本松下电工、住友r-0710、r-0771、al c-1401、al c-
1370等型号为铝基覆铜板，铝基厚度1.0~3.2mm。
铜基基材，扩张强度25~32kgf/mm2，延伸率15%。美国贝格斯铜基厚度分5种：1.0、1.6、2.0、2.36、3.2mm
，为c11000铜合金。
铁基基材，使用冷轧压延铜板，低碳铜，具有磁屏蔽特性，厚度0.5~1.5mm。美国贝格斯使用的是殷铜（镍铁
合金）、钨金合金、冷轧铜，厚度1.0、2.3mm。
（2）绝缘层
起绝缘层作用，通常是50~200um。若太厚，能起绝缘作用，防止与金属基短路的效果好，但会影响热量的散
发；若太薄，能较好散热，但易引起金属芯与元件引线短路。
绝缘层（或半固化片），放在经过阳极氧化，绝缘处理过的铝板上，经层压用表面的铜层牢固结合在一起。
美国贝格斯的绝缘层申报了专利，标准型的铝基板，绝缘层为75微米，而特种型的为150微米。
（3）铜箔
铜箔背面是经过化学氧化处理过的，表面镀锌和镀黄铜，目的是增加抗剥强度。铜厚通常为0.5、1.2盅司。
美国贝格斯公司使用的是ed铜，铜厚有1、2、3、4、6盅司5种。我们为通信电源配套制作的铝基板使用的是4
盅司的铜箔（140微米）。
美国提供的铝基板标准尺寸是二种：16″×19″、18″×24″。可使用面积：减一英寸。铝基面还有加与不
加保护膜之分。
4.制造难点 铝基板月结咨询：136-5236-4546 苏工   q q:763025925 邮箱：
铜厚为4.5oz铝基板，制造上会遇到以下难点：
（1）工程设计线宽补偿：因为铜厚，线宽要作一定补偿，否则蚀刻后线宽超差，客户是不接收的，线宽补偿
值要经验积累。
（2）印阻焊的均匀性：因为图形蚀刻后线路铜厚超常规，印阻焊是很困难的，跳印、过厚过薄客户都不接受
。如何印好这一层绿油也是难点之一。
（3）蚀刻：蚀刻后线宽必须符合客户图纸要求。残铜是不允许的，也不能动刀子刮去，动刀子会刮伤绝缘层
，引起耐压测试起火花、漏电。
（4）机械加工：铝基板钻孔可以，但钻后孔内孔边不允许有任何毛刺，这会影响耐压测试。铣外形是十分困
难的。而冲外形，需要使用高级模具，模具制作很有技巧，这也是作铝基板的难点之一。外形冲后，边缘要
求非常整齐，无任何毛刺，不碰伤板边的阻焊层。通常使用操兵模，孔从线路冲，外形从铝面冲，线路板冲
制时受力是上剪下拉，等等都是技巧。冲外形后，板子翘曲度应小于0.5%。
（5）整个生产流程不许擦花铝基面：铝基面经手触摸，或经某种化学药品都会产生表面变色、发黑，这都是
绝对不可接收的，重新打磨铝基面客户有的也不接收，所以全流程不碰伤、不触及铝基面是生产铝基板的难
点之一。有的企业采用钝化工艺，有的在热风整平（喷锡）前后各贴上保护膜……小技巧很多，八仙过海，
各显神通。
（6）过高压测试：通信电源铝基板要求100%高压测试，有的客户要求直流电，有的要求交流电，电压要求
1500v、1600v，时间为5秒、10秒，100%印制板作测试。板面上脏物、孔和铝基边缘毛刺、线路锯齿、碰伤任
何一丁点绝缘层都会导致耐高压测试起火、漏电、击穿。耐压测试板子分层、起泡，均拒收。
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    镜面银铝基板（高反光率》98%）镀银铝基板，镀银铜基板，镀银cob铜基板
   1.散热好：镜面银铝基板在采用热电分离技术，普通有绝缘层的铝基板导热系数是1w、1.5w 2w。镜面铝
的导热系数是137w大大的提高了芯片的散热。
     2.光效高：我们普通沉金铝基板的反射率是80%，杯孔铝基板的反射率是85%，镀银铝基板的反射率是
95%，镜面银铝基板的反射率是在98%。镜面银铝基板可以让芯片的光更好的激发出来。
     3.操作方便：镜面银铝基板结构跟我们市场上用的集成支架类似，线路是靠金线连金线，串并联和封装
几w是有客户自己决定，不像我们普通的一个焊盘放一颗芯片，镜面银铝基板一块板可以封几个w数的灯，这
样解决了库存板型号多的问题。
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