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探讨铝基板与玻纤板的原理及区别

作者:新捷仕覆铜板      2019-03-09

一、什么是玻纤板

    玻璃纤维板别名:玻璃纤维隔热板、玻纤板(FR-4)、玻璃纤维合成板,由玻璃纤维材料和高耐热性的复合材料合成,不含对人体有害石棉成份。具有较高的机械性能和介电性能,较好的耐热性和耐潮性,有良好的加工性。用于塑胶模具、注塑模具、机械制造、成型机、钻孔机、注塑机、电机、PCB.ICT治具、台面研磨垫板。

玻纤板外面再包布艺、皮革等,做成美观的墙面、吊顶装饰,应用非常广泛。具有吸音、隔声、隔热、环保、阻燃等特点。


1、玻纤板的优势

    (1) 具有很高的机械性能和阻电性能,也有很好的耐热和耐潮性,还有良好的加工性。一般多用于塑胶模具和机械制造。


    (2) 注塑模具成型通常要求:高温料和低温模。同机状况下必须采用隔热方法。保持注模低温同时不能使注塑机温度过高。在注模与注机之间安装绝缘隔热板就能满足这一要求。缩短生产周期,提高生产率,降低能耗,改善成品质量,连续生产工艺保证了产品质量稳定,防止机器过热,无电器故障,液压系统无漏油。


2、玻纤板的用途

    (1) 建筑行业:能做冷却塔、建筑结构、室内设备及装饰件、玻璃钢平板、装饰板、以及太阳能利用装置等等。


    (2) 化学化工行业:它能做耐腐蚀管道、耐腐蚀输送泵以及它们的附件、还能做格栅、通风设施以及废水和污水的处理设备等等。


    (3) 汽车及铁路交通运输行业:能作为汽车壳体及其他部分器件,还有大型客车的车体外壳、车门、内板和仪表屏等;在公路建设部分,有路牌、隔离墩和公路护栏等等。


    (4) 玻璃纤维板性能,璃纤维板,一般可用于软包基层,外面再包上布艺、皮革等,可以做成美观的墙面和吊顶装饰。


    (5) 具有吸音、隔声、隔热、环保、阻燃等优点。良好的绝缘特性,使它已经运用于雷达的外壳,同时还是良好的防腐蚀材料,现在已经在化工业方面广泛运用。玻璃纤维板具备可塑性强的优点。


二、什么是铝基板

    铝基板是一种具有良好散热功能的金属基覆铜板,一般单面板由三层结构所组成,分别是电路层(铜箔)、绝缘层和金属基层。用于高端使用的也有设计为双面板,结构为电路层、绝缘层、铝基、绝缘层、电路层。极少数应用为多层板,可以由普通的多层板与绝缘层、铝基贴合而成。

1、铝基板的优势

    (1) 散热明显优于标准的FR-4结构。


    (2) 所使用的电介质导热性通常是常规环氧玻璃的5至10倍,且厚度仅有十分之一。


    (3) 传热指数比传统的刚性PCB更有效率。


    (4) 可以使用比IPC推荐图所示的更低的铜重量。

2、铝基板的用途

    (1) 音频设备:输入、输出放大器、平衡放大器、音频放大器、前置放大器、功率放大器等。


    (2) 电源设备:开关调节器、DC/AC转换器、SW调整器等。


    (3) 通讯电子设备:高频增幅器、滤波电器、发报电路。


    (4) 办公自动化设备:电动机驱动器等。


    (5) 汽车:电子调节器、点火器、电源控制器等。


    (6) 计算机:CPU板、软盘驱动器、电源装置等。


    (7) 功率模块:换流器、固体继电器、整流电桥等。

    铝基板的用途广泛,一般音频设备、电源设备、通讯电子设备、办公自动化设备、汽车、计算机、功率模块中都有铝基板的存在。


3、铝基板的设计


主要技术要求有: 

    尺寸要求,包括板面尺寸和偏差、厚度及偏差、垂直度和翘曲度;外观,包括裂纹、划痕、毛刺和分层、铝氧化膜等要求;性能方面,包括剥离强度、表面电阻率、最小击穿电压、介电常数、燃烧性和热阻等要求。 


铝基覆铜板的专用检测方法: 

    一是介电常数及介质损耗因数测量方法,为变Q值串联谐振法,将试样与调谐电容串联接入高频电路,测量串联回路的Q值的原理; 


    二是热阻测量方法,以不同测温点之间温差与导热量之比来计算。 


4、铝基板线路制作 

    (1) 机械加工:铝基板钻孔可以,但钻后孔内孔边不允许有任何毛刺,这会影响耐压测试。铣外形是十分困难的。而冲外形,需要使用高级模具,模具制作很有技巧,作为铝基板的难点之一。外形冲后,边缘要求非常整齐,无任何毛刺,不碰伤板边的阻焊层。通常使用操兵模,孔从线路冲,外形从铝面冲,线路板冲制时受力是上剪下拉,等等都是技巧。冲外形后,板子翘曲度应小于0.5%。 


    (2) 整个生产流程不许擦花铝基面:铝基面经手触摸,或经某种化学药品都会产生表面变色、发黑,这都是绝对不可接受的,重新打磨铝基面客户有的也不接受,所以全流程不碰伤、不触及铝基面是生产铝基板的难点之一。有的企业采用钝化工艺,有的在热风整平(喷锡)前后各贴上保护膜……小技巧很多,八仙过海,各显神通。 


    (3) 过高压测试:通信电源铝基板要求100%高压测试,有的客户要求直流电,有的要求交流电,电压要求1500V、1600V,时间为5秒、10秒,100%印制板作测试。板面上脏物、孔和铝基边缘毛刺、线路锯齿、碰伤任何一丁点绝缘层都会导致耐高压测试起火、漏电、击穿。耐压测试板子分层、起泡,均拒收。 


5、铝基板pcb制作规范 

    (1) 铝基板往往应用於功率器件,功率密度大,所以铜箔比较厚。如果使用到3oz以上的铜箔,厚铜箔的蚀刻加工需要工程设计线宽补偿,否则,蚀刻後线宽就会超差。


    (2) 铝基板的铝基面在PCB加工过程中必须事先用保护膜给予保护,否则,一些化学药品会浸蚀铝基面,导致外观受损。且保护膜极易被碰伤,造成缺口,这就要求整个PCB加工过程必须插架。 


    (3) 玻纤板锣板使用的铣刀硬度比较小,而铝基板使用的铣刀硬度大。加工过程中生产玻纤板铣刀转速快,而生产铝基板至少慢了三分之二。 


    (4) 电脑铣边玻纤板只是使用机器本身的散热系统散热就可以了,但是加工铝基板就必须另外的针对锣头加酒精散热。


三、玻纤板和铝基板的三大区别

1、价格方面

    玻纤板和铝基板在价格方面的对比,玻纤板价格明显会便宜很多。


2、工艺方面

    在玻纤板按照材料和制作工艺的不同可分为双面铜箔玻纤板、穿孔铜箔玻纤板和单面铜箔玻纤板三种,当然不同的材料制作而成的玻纤板在价格上也会不一样。


3、性能方面

    由于铝基板具备很好的导热性能,因此铝基板的散热性能比玻纤板好很多。


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