一、什么是鋁基板
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。
二、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(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:
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。
三、鋁基板的構成
1.線路層
線路層(一般采用電解銅箔)經過蝕刻形成印制電路,用于實現器件的裝配和連接。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。
2.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。
3.金屬基層
絕緣金屬基板采用何種金屬,需要取決于金屬基板的熱膨脹系數,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。
四、PCB鋁基板用途
1.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。
3.通訊電子設備:高頻增幅器`濾波電器`發報電路。
5.汽車:電子調節器`點火器`電源控制器等。
6.計算機:CPU板`軟盤驅動器`電源裝置等。
7.功率模塊:換流器`固體繼電器`整流電橋等。
8.燈具燈飾:隨著節能燈的提倡推廣,應用于LED燈的鋁基板也開始大規模應用。
五、鋁基板制作工藝流程
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、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
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
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
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
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對產品進行全檢確認
②FQA抽檢核實
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,作出合理區分
②FQA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
鋁基板儲存條件
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。
鋁基板裝配方式
使用鋁基板裝配方式,可以省去傳統裝配所使用的散熱器、裝配夾具、降溫風扇和其他硬件,該結構可實現自動裝配,顯著降低裝配成本。
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