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铝基板:一种高效的散热解决方案

铝基板是一种覆铜金属铝基板,它具有良好的导热性、电气绝缘性能和机械加工性能。金属基PCB板全称为金属基线路板,包括金属层、黏结层(绝缘层)、导电走线层,三个因素缺一不可。该金属层不仅仅是一层金属,它扮演着散热、屏蔽和连接的重要角色。

目前,许多双面和多层板的互连密度很高,再加上贴装的元器件功率大,热量很难散发出去。传统的印制线路板基材如FR4、CEM3(导热系数约为0.35W/M.K)都不适合高效的热传导,导致局部发热和电子元器件高温失效。然而,铝基板轻松解决了这一难题。

单面铝基板的加工工艺相对简单,敬鹏电子主要铝基板订单以双面和多层铝基板为主。

铝基板简介及应用

双面、多层金属基板的结构及散热原理

金属基板主要通过热传导和热辐射两种方式进行散热,而传统的FR4基板只能通过热辐射来散热。当电子元器件(如LED)工作并产生热量时,热量首先通过线路层上的铜箔传递到导热胶,再由绝缘介质传递到金属块上。最后,金属块将热量传导到外部,完成散热过程。因此,绝缘介质在金属基板散热中扮演着重要的桥梁角色。

不同材料的导热系数如下:

  • 铝基板:约为200W/M.K。
  • 铜箔:约为400W/M.K。
  • 普通FR4绝缘介质:约为0.35W/M.K。
  • 高导热绝缘介质:1.5W/M.K、2.0W/M.K、3.0W/M.K。

从这些数据可以清楚地看出,金属基板在散热方面具有巨大优势。因此,它在照明、医疗、消费电子、电源、通信、航空航天等多个领域得到广泛应用。

双面、多层金属基板的优势

  1. 不影响PCB正常布线:金属基板基本不会影响PCB正常的布线需求,特别是金属芯板,它只是相当于在PCB内部增加了一个金属层,对各线路层的设计影响非常小。
  2. 均匀散热:金属基板可以实现均匀的散热效果,通过金属层,PCB上局部产生的热量能够迅速传导到整个PCB,然后由PCB将热量散发出去,有效防止PCB上大功率器件过热导致功能下降。
  3. 直接接触散热:某些金属芯板的结构将内层的金属直接裸露在外,通过金属层与外部金属壳的直接接触,将PCB上产生的散热量传导到外部,以获得更好的散热效果。
  4. 增加PCB的刚性:金属基板还可以增加PCB的整体刚性,提高了PCB的耐用性。

铝基板作为一种高效的散热解决方案,已经成为许多电子工程师的首选。不仅可以提高电子设备的性能,还可以延长其寿命。


常见问题解答

1. 什么是金属基板?

金属基板是一种覆铜金属铝基板,用于电子设备的制造,具有出色的导热性能。

2. 铝基板在哪些领域得到广泛应用?

铝基板广泛应用于照明、医疗、消费电子、电源、通信、航空航天等多个领域,特别是在高功率电子设备中表现突出。

3. 铝基板与普通FR4基板有何不同?

铝基板具有更高的导热系数,能够更有效地散热,而普通FR4基板的散热能力有限。

4. 如何选择适合的金属基板?

选择金属基板时,需考虑导热性能、层次结构以及具体应用领域的需求。

5. 铝基板是否影响PCB的设计布局?

一般情况下,铝基板不会对PCB的设计布局产生重大影响,尤其是金属芯板,它对线路设计的干扰非常小。

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