江門市浩毅電子有限公司

鋁基板是一種具有良好散熱功能的金屬基覆銅板，它由獨特的三層結(jié)構所組成，分別是電路層（銅箔）、絕緣層和金屬基層。

鋁基板工作原理：功率器件表面貼裝在電路層，器件運行時所產(chǎn)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(xiàn)對器件的散熱。

與傳統(tǒng)的FR-4相比，鋁基板能夠?qū)�熱阻降至較低，使鋁基板具有較好的熱傳導性能；與厚膜陶瓷電路相比，它的機械性能又較為優(yōu)良。

靠前：鋁基板制作工藝流程

生產(chǎn)工藝流程：

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(chǎn)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(xù)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(shù)量、空的大小

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(nèi)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(xiàn)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(chǎn)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

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(xiàn)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(wǎng)板的清潔度

③絲印后要預烤30分鐘以上，以避免線路見產(chǎn)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

①V-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

①V-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較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(huán)境

③OSP：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(qū)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

①FQC對產(chǎn)品進行全檢確認

②FQA檢驗核實

③按要求包裝出貨給客戶

3、注意

①FQC在目檢過程中注意對外觀的確認，作出合理區(qū)分

②FQA真對FQC的檢驗標準進行檢驗核實

③要確認包裝數(shù)量，避免混板，錯板和包裝破損

鋁基板生產(chǎn)能力

非常大加工面積Max.Board Size 23inch，35inch

板厚Board Thickness 0.4-6.0mm

較小線寬Min.Line Width 0.10mm

較小間距Min.Space 0.10mm

較小孔徑Min.Hole Size 0.15mm

孔壁銅厚PTH Wall Thickness >0.025mm

金屬化孔徑公差PTH Hole Dia.Tolerance ±0.05mm

非金屬化孔徑公差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

開槽V-cut 30°/45°/60°

較小BGA焊盤Min.BGA PAD 14mil

PCB交流阻抗控制Impedance control PCB≤50Ω±5Ω>50Ω±10%

阻焊層較小橋?qū)?/span>Soldemask Layer Min.Bridge width 5mil

阻焊膜較小厚寬Soldemask film Min.Thickness 10mil

絕緣電阻Insulation Resistance 1012Ω(常態(tài))Normal

抗剝強度Peel-off Strength 1.4N/mm

阻焊劑硬度Soldemask Abrasion >5H

熱衡擊測試Soldexability Test 260℃20(秒)second

通斷測試電壓E-test Voltage 50-250V

介質(zhì)常數(shù)Permitivity ε=2.1~10.0

體積電阻Volume resistance 1014Ω-m,ASTM D257,IEC60093

鋁基板測試項目

Item實驗條件

Conditions典型值

Typical Value厚度

Thickness性能參數(shù)

剝離強度

Peel strength(kgf/cm) A ≧1.5 50-150

耐焊錫性

Solder Resistance(s) 288℃2min dipping不分層，不起泡

No delamination and no bubble 50-150

絕緣擊穿電壓

Dielectric Breakdown voltage（Kv）D-48/50+D-0.5/23≧4.6 75

熱阻

Thermal resistance（℃/W）ASTM D5470 0.175 142

熟阻抗

Thermal impedance（*cm2/W）ASTM D5470 1.68 142

導熱系數(shù)

Thermal Conductivity(w/mk)ASTM D5470≥2.0 50-150

表面電阻

Surface resistance(Ω) C-96/35/90 ≥1012 50-150

體積電阻

Volume resistance(Ω) ≥1012 50-150

介電常數(shù)

Dk 1MHz C-24/23/50 ≦5.0 50-150

介電損耗

Dk 1MH ≦0.05 50-150

耐燃性

Flammability UL94 VO PASS 50-150

CTI(Volt) IEC 60112 600 50-150

以上厚度僅為膠層厚度，不包括銅箔與銅板。

結(jié)構

絕緣層厚：75 um±% 導體厚：35um±10%

金屬板厚：1.0mm±0.1mm

鋁基板儲存條件

鋁基板一般儲存在陰暗、干燥的環(huán)境里，大多數(shù)鋁基板較易容易發(fā)潮、發(fā)黃和發(fā)黑，一般打開真空包裝后48小時內(nèi)要使用。

鋁基板裝配方式

使用鋁基板裝配方式，可以省去傳統(tǒng)裝配所使用的散熱器、裝配夾具、降溫風扇和其他硬件，該結(jié)構可實現(xiàn)自動裝配，顯著降低裝配成本。

第二：PCB鋁基板的工藝加工難點

1、前言

金屬基印制板作為印制板的一個門類，20世紀60年代由美國首創(chuàng)，由于其具備散熱性好、熱膨脹性小、尺寸穩(wěn)定性高及屏蔽性好等特點，被廣泛應用在高頻接收機、大功率模塊電源、電子以及電信類產(chǎn)品上。

2、單面Al基聚四氟乙烯板加工難點

由于單面Al基聚四氟乙烯板(以下簡稱Al基板)在電器性能上的特殊要求、金屬Al的雙性特點以及Al基板厚度較厚(3-10mm)等均造成以下加工難點。

1、線條精度高：工程設計線寬補償值需靠經(jīng)驗積累判斷。

2、蝕刻：蝕刻后線寬必須符合圖紙要求，要達到無殘銅且線條光滑。

3、機械加工：要求加工后Al基板無分層，鉆孔處無毛刺，外形邊緣要求整齊。

4、Al基板面不允許有擦痕、發(fā)黑、變色等情況。

3、工藝控制要點

1）制作底片：由于側(cè)腐蝕的存在，圖紙線條精度又必須等足，所以在光繪底片時必須作一定的工藝補償，工藝補償值必須依據(jù)測量不同厚度Cu的側(cè)腐蝕值來確定。底片為負片。

2）備料：盡量采購300×300mm固定尺寸以及Al面與Cu面均有保護膜的板材，尤以Rogers為佳。介電常數(shù)與圖紙相同。

3）制圖形：

a、此工序由于要進行前處理，需對Al基進行保護，方法很多，建議用0.3mm厚度的環(huán)氧板，尺寸要與Al基板相同，四周用膠帶封閉，壓實，以防溶液滲入。

b、對Cu面的處理建議用化學微蝕處理，效果較好。

C、Cu面處理好后，烘干后立即絲印濕膜，以防氧化。

d、顯影后，用刻度放大鏡測量線寬及間隙是否達到圖紙要求，保證線條光滑無鋸齒。若Al基板厚度大于4mm，建議將顯影機上傳動輥取下，以防卡板導致返工。

4）蝕刻：采用酸性CuCl-HCl系溶液腐蝕。用實驗板調(diào)整溶液，在蝕刻效果較佳時腐蝕Al基板，將圖形面朝下以減少側(cè)蝕量。

5）表面處理(浸Sn)：蝕刻工序完成后，不要急于退膜，立即準備好浸Sn溶液，即退膜，即浸Sn，效果較好。

6）機加：外形加工時，應采用數(shù)控銑床，將聚四氟乙烯和Al基部分分開加工，這樣可避免因兩者導熱性和變形的不同而引起的分層現(xiàn)象，還應將圖形面朝上，以減少分層和毛刺的產(chǎn)生。

第三：鋁基板與覆銅板FR-4的區(qū)別

基本構造和主要特性不同

基材分別為鋁基板與FR-4板裝有晶體管的PCB，由于基材的散熱性不同，致使工作溫度上升不同的測試數(shù)據(jù)。

性能：

從鋁基板與FR-4板的對比看，由于金屬基板的散熱性高，對導線熔斷電流有明顯的提高，這從另一個角度表明了鋁基板的高散熱性的特性。

鋁基板的散熱性與它的絕緣層厚度、熱傳導性有關。絕緣層越薄，鋁基板的熱傳導性越高（但耐壓性能就越低）。

機械加工性：

鋁基板具有高機械強度和韌性，此點優(yōu)于FR-4板。為此在鋁基板上可實現(xiàn)大面積的印制板的制造，重量大的元器件可在此類基板上安裝。
電磁波屏蔽性：

為了保證電子電路性能，電子產(chǎn)品中的一些元器件需防止電磁波的輻射、干擾。鋁基板可充當屏蔽板，起到屏蔽電磁波的作用。
熱膨脹系數(shù)：

由于一般的FR-4都存在著熱膨脹的問題，特別是板的厚度方向的熱膨脹，使金屬化孔、線路的質(zhì)量受到影響。這主要原因是板的原材料厚度方向的熱膨脹系數(shù)有差異：銅的熱膨脹系數(shù)為17×106cm/cm℃、FR-4板基材為110×106cm/cm℃，兩者相差非常大，容易產(chǎn)生：受熱基材膨脹變化差異，使銅線路和金屬化孔間斷裂造成破壞，影響產(chǎn)品可靠性。

鋁基板的熱膨脹系數(shù)為50×106cm/cm℃，比一般的FR-4板小，更接近于銅箔的熱膨脹系數(shù)。這樣有利于保證印制電路板的質(zhì)量、可靠性。

銅基板電路層要求具有很大的載流能力，從而應使用較厚的銅箔，厚度一般35μm~280μm；導熱絕緣層是銅基板核心技術之所在，它一般是由特種陶瓷粉和環(huán)氧樹脂填充的聚合物構成，熱阻小（0.175），粘彈性能優(yōu)良，具有抗熱老化的能力，能夠承受機械及熱應力。銅基板金屬基層是銅基板的支撐構件，要求具有高導熱性，一般是銅板，也可使用銅板（其中銅板能夠提供更好的導熱性），適合于鉆孔、沖剪及切割等常規(guī)機械加工。

公開分類：

    銅基板是金屬基板中較貴的一種，散熱效果比鋁基板和鐵基板都好很多倍，適用于特殊的產(chǎn)品和行業(yè)。

一般有沉金銅基板、鍍銀銅基板、噴錫銅基板、舒緩反應銅基板等。

適用電路不同、應用領域不同

FR-4板適用于一般電路設計和普通電子產(chǎn)品。

鋁基板適用于有特殊要求的電路。如：厚膜混合集成電路、電源電路的散熱、電路中元器件的散熱降溫、陶瓷基片難以勝任的大規(guī)模基片、使用普通散熱器不能解決可靠性的電路。

典型應用舉例：電路板,線路板打樣,PCB打樣,PCB抄板
電腦，電源裝置、軟盤驅(qū)動器、主機板
汽車、摩托車，電壓調(diào)節(jié)器、點火器、其他自動安全控制系統(tǒng)
電源DC/DC、AC/DC、DC/AC、變壓器
音響輸出放大器、均衡放大器、前置放大器
電子固態(tài)繼電器、晶體管基座
其他散熱器、準確電機、儀器儀表、工業(yè)自動化設備

PCB鋁基板的工藝流程及難點分析PCB鋁基板的工藝流程及難點分析PCB鋁基板的工藝流程及難點分析PCB鋁基板的工藝流程及難點分析PCB鋁基板的工藝流程及難點分