铝基板的制作流程及规范.doc

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铝基板制作及规范
---作者:贺梅
随着电子产品轻、薄、小、高密度、多功能化发展促使PCB上元件组装密度和集成度越来越高，功率消耗越来越大，对PCB基板的散热性要求越来越迫切，如果基板的散热性不好，就会导致印制电路板上元器件过热，从而使整机可靠性下降。在此背景下诞生了高散热金属PCB基板,铝基板是金属基板应用最广的一种.且具有良好的导热性,电气绝缘性.
一,铝基板的材料,构造分类

1.铝基板是有:铝、PP片、铜箔三种材质构成.

导电层:
导电层就是我们所说的铜箔,铜箔厚度相当于正常线路层:1OZ至10OZ.,因电路层具有很大的载流能力,需使用较厚的铜箔,所以我们制作时最小铜箔厚度应为1OZ.

导热绝缘层:
导热绝缘层(PP或导热胶),它是铝基板的核心技术之所在,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,具有散热抗老化的能力,能够承受机械及热应力,我司生产的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高强度的电气绝缘性能,金属基层具有高导热性,一般是铝板,特殊也可使用铜板.
导热胶的厚度为0.003〞︷0.006〞.导热系数为1W-3W.

金属基层
铝基的材质主要有铝系列的1系的1060,5系列的5052/5053和6系列的6061
厚度分布有0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、3.0mm厚度
纤维材料:
材料: 通用型铝基板 绝缘层为环氧玻璃布构成 (I型)
高散热铝基板 绝缘层为高导热的环氧或其它树脂构成 (II型)
高频型铝基板 绝缘层为聚烯烃等树脂构成 (III型)
纤维: 有玻纤布+无玻纤布
构成: 涂布压合型+压合型

因韧性及硬度影响，作为铝基PCB一般在采用5系的5052/5053和6系的6061 同时，覆以冷作或热处理以强化铝质硬度，在表面起防氧化及防擦花的作用；为促进散热作用,在PP片一般会在PP树脂中添加适量陶瓷粉末.

二.产品主要用于哪些区域
1.汽车、摩托车的点火器,电压调节器.
2.电源(大功率电源)及晶体管,电源交换器.
3.电子,电脑CPU,LED灯及显示板.
4.音响输出、均衡及前置放大器
5.太阳能基板电池、半导体绝缘散热
等等及其它
三.铝基板的特点
1.采用表面贴装技术
2.在电路设计方案中对热扩散进行极为有效的处理,无需散热器.
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,降低硬件及装配成本.
5.取代易碎的陶瓷基板,获得更好的机械耐久力
四、铝基板的制作流程
目前我司刚导入铝基板的生产,我们做过的有单面铝基板和FR4+铝基; 双面铝基暂没有生产过.
1. 单面铝基板的制作流程
如我司生产的13859为例

三钻名称:
1W13859A1.DR3
单位：
mm
T1

3.175

5
NPTH
T2

2.10
2.15
+/-0.05
150
NPTH
T3

3.00
3.05
+/-0.05
150
NPTH
T4

3.00
3.10
+0.1/-0
150
NPTH
T5

3.20
3.25
+/-0.05
150
NPTH

四钻名称:
1W13859A1.DR4
单位：
mm
T1

3.175

5
NPTH
T2

沉孔
5.55

150
NPTH

一次钻孔的孔径是在二次在钻1.05MM的基础上放大了一倍,因为此孔是插件孔,需要与铝基绝缘,所以采用了塞树脂预大制作!
普通单面铝基板例如(019189),没有插件孔,没有沉头孔的情况下只需二次钻孔即可,板内和SET边上的定位孔都需要做二钻,,PNL板边的3.175MM,2.0MM,和料号孔一次钻出,二次钻孔板边只需加3.175MM定位孔.二次钻孔在成型前.

2. FR4+铝基
例如(018980)
FR4相当于一个正常双面板做,

FR4+铝基,铝基主要是起散热作用,双面基板一般会采用0.2MM-0.4MM的双面板,双面板的制作流程正常,同常规做法一样,在CAM制作时需钻上铆钉孔,压合与铝板铆合用,铝板则需钻孔而已,然后压合.

3. 双面铝基板
目前我们公司还没有生产,简单介绍下
铝基板双面板主要是采用绝缘制作
如成品1.6MM的铝基板,开1.0的纯铝板(只有铝材不含铜),将钻带VIA 放大0.6MM,插件孔放大0.7MM钻纯铝板,然后配上PP,铜箔压合,压合前将先用树脂粉将孔内灌满树脂,切记,铝基板是不能打耙的,内层是纯铝基,也没有耙形,必须在压合前说明并附有图纸说明,外围定位孔与方向孔不能灌胶与入胶,因此板材预留大小与四层板一样,压合时将PP处先打孔,让外层需要的几个孔不入胶.

五.CAM制作注意事项
1.排版尺寸panel不能超过500MM,钻咀大小依板厚,板厚越大钻咀越大,一般成品1.6MM的板厚,钻咀最小为1.0MM
2.外型削铜0.5MM以上,V-CUT削铜依板厚而定,至少0.6MM以上.
3.NPTH孔削铜≥0.5MM以上.
4.线路层所有间距(线到线,线到PAD,PAD到PAD…)至少为0.3MM 以上
5.线路上所有贴片需做出与客供贴片大小一致
此方法在制作时:
线路层正常预大,然后将线路板所有贴片(除光学点外)在预大的基础上再加大单边0.1MM,将阻焊对应的贴片缩小比线路加大后的贴片小单边0.1MM即可.如图:

6.板内无定位孔,我们需要SET的锣空位加对位PAD,及定位孔,如果SET内没有地方可加,我们则在PNL边上加,PNL上最好也要加上光点对位.如(13920板内无定位孔和光点对位)我们要在PNL边上加光点和对位孔及PAD如图下图:
圈出的部分左边是光学点线路大小为1.0MM,防焊做1.5MM,文字做成空形环,内环为1.0外环为1.6MM
圈出右边的为对位PAD

7.普通铝基板的设计规则;LED灯,正负极,还有进线孔与定位孔,在处理铝基板时,可以根据PCB图档文件分析设计的是否正确,串联,并联,正负极走向,有用到墙灯或是七彩,36灯等的高档制作则不一样.

铝基板如果表面处理为无铅喷锡时必须通知采购订料时注意：保护膜必须贴耐高温的保护膜。
目前常规的铝基板大料尺寸为400*1200mm、500*1200、600*1200mm三种。
六.
1.为防止显影药水攻击单元内孔产生色变,单元板内孔均在成型前钻出.
2. 铝基板特别注意，V-CUT位置在锣空的也不能有铜皮，防止V-CUT后铜皮卷起擦花板面。

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