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常見問題

鋁基板的基礎小知識

鋁基板是一種具有良好散熱功能的金屬基覆銅板,一般單面板由三層結構所組成,分別是電路層(銅箔)、絕緣層和金屬基層。常見于LED照明產品。有正反兩面,白色的一面是焊接LED引腳的,另一面呈現本色,一般會涂抹導熱凝漿后與導熱部分接觸。還有陶瓷基板等等。


鋁基板是一種具有良好散熱功能的金屬基覆銅板,一般單面板由三層結構所組成,分別是電路層(銅箔)、絕緣層和金屬基層。用于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

工作原理



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,然后由金屬基層將熱量傳遞出去,從而實現對器件的散熱



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:
符合RoHs 要求;
更適應于 SMT 工藝;
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;
減少散熱器和其它硬件(包括熱界面材料)的裝配,縮小產品體積,降低硬件及裝配成本;將功率電路和控制電路最優化組合;
取代易碎的陶瓷基板,獲得更好的機械耐久力。


絕緣層

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,越有利于器件運行時所產生熱量的擴散,也就越有利于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。

特點

編輯


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,采用相同的厚度,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,導熱系數大于2.0,在行業中以鋁基板為主。

●采用表面貼裝技術(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,降低硬件及裝配成本;
●取代易碎的陶瓷基板,獲得更好的機械耐久力。結構
鋁基覆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:相當于普通PCB的覆銅板,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”英寸是鋁基覆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。鋁基覆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、共晶或覆晶的制程與LED 晶粒結合。而基于散熱考量,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,其一為尋找高散熱系數之基板材料,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,受限于氮化鋁基板 不適用傳統厚膜制程(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制程備制。以薄膜制程備制之氮化 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。




音頻設備
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。
通訊電子設備
高頻增幅器`濾波電器`發報電路。

汽車

電子調節器`點火器`電源控制器等。

功率模塊

換流器`固體繼電器`整流電橋等。
工藝流程

一、 開料
1、 開料的流程 
鋁基板制作工藝流程鋁基板制作工藝流程
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、 鉆孔
1、 鉆孔的流程
打銷釘——鉆孔——檢板
2、 鉆孔的目的
對板材進行定位鉆孔對后續制作流程和客戶組裝提供輔助
3、 鉆孔的注意事項
① 核對鉆孔的數量、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 及時檢查和更換鉆咀
⑤ 鉆孔分兩階段,一鉆:開料后鉆孔為外圍工具孔
二鉆: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
在板料上呈現出制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/堿性蝕刻
1、 酸性/堿性蝕刻流程
蝕刻——退膜——烘干——檢板
2、 酸性/堿性蝕刻目的
將干/濕膜成像后保留需要的線路部分,除去線路以外多余的部分,酸性蝕刻時應注意蝕刻藥水對鋁基材的腐蝕;
3、酸性/堿性蝕刻注意事項
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 退干膜要退干凈
五、絲印阻焊、字符
1、 絲印阻焊、字符流程
絲印——預烤——曝光——顯影——字符
2、 絲印阻焊、字符的目的
① 防焊:保護不需要做焊錫的線路,阻止錫進入造成短路
② 字符:起到標示作用
3、 絲印阻焊、字符的注意事項
① 要檢查板面是否存在垃圾或異物
② 檢查網板的清潔度 
COB鋁基板COB鋁基板
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:將線路板中多余的部分除去
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 最后在除披鋒時要避免板面劃傷
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

儲存條件

鋁基板一般儲存在陰暗、干燥的環境里,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。

鋁基板工作原理

鋁基板工作原理

型號

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系列屬于含鋁量最多的,純度可以達到99.00%以上。由于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系列鋁板是根據最后兩位數字來確定這個系列的最低含鋁量,比如1050系列最后兩位數字為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系列鋁板屬于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于其他系列,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,屬于熱軋鋁板系列,故能做氧化深加工。在我國5000系列鋁板屬于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,適用于對抗腐蝕性、氧化性要求高的應用。可使用性好,接口特點優良,容易涂層,加工性好。

6061的一般特點:優良的接口特征、容易涂層、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。


分類

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。


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