金屬PCB基板的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用

???? 1．金屬PCB基板的發(fā)展和市場(chǎng)狀況

　　隨著電子產(chǎn)品向輕、薄、小、高密度、多功能化發(fā)展，印制板上元件組裝密度和集成度越來(lái)越高，功率消耗越來(lái)越大，對(duì)PCB基板的散熱性要求越來(lái)越迫切，如果基板的散熱性不好，就會(huì)導(dǎo)致印制電路板上元器件過(guò)熱，從而使整機(jī)可靠性下降。在此背景下誕生了高散熱金屬PCB基板。

　　金屬PCB基板中應(yīng)用最廣的屬鋁基覆銅板，該產(chǎn)品是1969年由日本三洋國(guó)策發(fā)明的，1974年開(kāi)始應(yīng)用于STK系列功率放大混合集成電路。80年代初我國(guó)金屬基覆銅板主要應(yīng)用于軍工產(chǎn)品，當(dāng)時(shí)金屬PCB基板材料完全依賴進(jìn)口，價(jià)格昂貴。80年代中后期，隨著鋁基覆銅板在汽車、摩托車電子產(chǎn)品中的廣泛使用及用量的擴(kuò)大，推動(dòng)了我國(guó)金屬PCB基板研究及制造技術(shù)的發(fā)展及其在電子、電信、電力等諸多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

　　國(guó)外有代表性金屬基板生產(chǎn)廠家有日本住友、日本松下電工、DENKA HITY PLATE公司、美國(guó)貝格斯公司等。日本住友金屬PCB基板有三大系列(即鋁基覆銅板、鐵基覆銅板、硅鋼覆銅板)。鋁基覆銅板、鐵基覆銅板、硅鋼覆銅板商品牌號(hào)分別為ALC-1401和ALC-1370、ALC-5950和ALC-3370及ALC-2420。國(guó)內(nèi)最早研制金屬基覆銅板的生產(chǎn)廠家是國(guó)營(yíng)第704廠、90年代后期國(guó)內(nèi)有許多單位也相繼研制和生產(chǎn)鋁基覆銅板。704廠的金屬基板有三大系列，即鋁基覆銅板、銅基覆銅板、鐵基覆銅板。704廠的鋁基覆銅板按其特性差異分為通用型和高散熱型及高頻電路用三種型號(hào)，其商業(yè)牌號(hào)分別為MAF-01、MAF-02、MAF-03，銅基板和鐵基板商品牌號(hào)分別為L(zhǎng)SC-043F和MSF-034。據(jù)估測(cè)，全球金屬基PCB產(chǎn)值約20億美元，日本1991年金屬基PCB的產(chǎn)值為25億日元，1996年為60億日元，2001年增長(zhǎng)到80億日元，約以每年13％的速度遞增。

　　目前，我國(guó)金屬PCB基板的市場(chǎng)正在逐年擴(kuò)大，國(guó)外許多電子裝配商亦紛紛在國(guó)內(nèi)投資建廠，僅珠江三角洲地區(qū)鋁基覆銅板需求量大約每月為近千平方米，國(guó)內(nèi)每月需求量約為2000-3000m2，其市場(chǎng)前景十分看好。

　　2．金屬PCB基板的特性和應(yīng)用領(lǐng)域

　　金屬PCB基板是由金屬基板(如鋁板、銅板、鐵板、硅鋼板)、高導(dǎo)熱絕緣介質(zhì)層和銅箔構(gòu)成。絕緣介質(zhì)層一般采用高導(dǎo)熱的環(huán)氧玻纖布粘結(jié)片或高導(dǎo)熱的環(huán)氧樹(shù)脂，絕緣介質(zhì)層的厚度為80μm-100μm，金屬板厚度規(guī)格為0．5 mm，1．0mm，1．5 mm，2．0 ma，3．0 mm。各種金屬基板的特性及應(yīng)用領(lǐng)域：

　　鐵基覆銅板和硅鋼覆銅板具有優(yōu)異的電氣性能、導(dǎo)磁性、耐壓，基板強(qiáng)度高。主要用于無(wú)刷直流電機(jī)、錄音機(jī)、收錄一體機(jī)用主軸電機(jī)及智能型驅(qū)動(dòng)器。但硅鋼覆銅板的磁性優(yōu)于鐵基覆銅板； 銅基覆銅板具有鋁基覆銅板的基本性能，其散熱性優(yōu)于鋁基覆銅板，該種基板可承載大電流，用于制造電力電子和汽車電子等大功率電路用PCB，但銅基板密度大、價(jià)值高、易氧化，使其應(yīng)用受到限制，用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋁基覆銅板。

　　鋁基覆銅板具有優(yōu)異的電氣性能、散熱性、電磁屏蔽性、高耐壓及彎曲加q-,陛能，主要用于汽車、摩托車、計(jì)算機(jī)、家電、通訊電子產(chǎn)品、電力電子產(chǎn)品。金屬PCB基板中以鋁基覆銅板的市場(chǎng)用量最大，其應(yīng)用實(shí)例如下。

　　汽車電子設(shè)備：點(diǎn)火器、電壓i呀節(jié)器、嘲醚測(cè)器、自動(dòng)安全控制系統(tǒng)、燈光變換系統(tǒng)、交流變換器,SW電源；

　　摩托車電子產(chǎn)品：電源調(diào)節(jié)器、點(diǎn)火器、調(diào)壓器；計(jì)算機(jī)：電源裝置、軟盤驅(qū)動(dòng)器、CPU；

　　電源；開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、DC-DC轉(zhuǎn)換器、穩(wěn)壓器、調(diào)節(jié)器、DC-AC轉(zhuǎn)換器、大型電源、太陽(yáng)能電源基板；

　　通訊電子產(chǎn)品：汽車電話、移動(dòng)電話高頻增幅器、濾波電路、發(fā)報(bào)電路；

　　電子控制：繼電器、晶體管基座；

　　交換機(jī)；散熱器、半導(dǎo)體器件絕緣導(dǎo)熱板、馬達(dá)控制器；

　　其它：IC芯片載體、空氣調(diào)節(jié)器。

　　3金屬PCB基板的主要性能

　　金屬PCB基板的主要性能見(jiàn)表1。

　　4．金屬PCB基板的市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)

　　隨著電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)鋁基覆銅板的市場(chǎng)需求正在升溫，同時(shí)對(duì)金屬PCB基材的技術(shù)要求也越來(lái)越高，可以概括為以下幾個(gè)方面：

　　a．對(duì)金屬PCB基板的導(dǎo)熱性要求更高；

　　b． 要求鋁基覆銅板能承受更高的擊穿電壓，要求最高擊穿電壓高達(dá)15 kV(DC，AC)，704廠研究所已能提供耐壓8 kV(AC)和10 kV(DC)的鋁基覆銅板；

　　c． 鋁基板向多層化發(fā)展，需求高導(dǎo)熱鋁基CCL薄板及與之配套的導(dǎo)熱膠膜。

　　5．金屬PCB基板的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

　　到目前為止，國(guó)外尚未制定金屬PCB基板的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，因此國(guó)外各生產(chǎn)廠金屬PCB基板的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)體系、測(cè)試條件、測(cè)試方法、環(huán)境試驗(yàn)項(xiàng)目存在較大差異。1995年以前，有關(guān)金屬PCB基板的散熱性在國(guó)內(nèi)外沒(méi)有統(tǒng)一的考核及測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，有的用熱阻來(lái)表示，有的用熱導(dǎo)率來(lái)表示。國(guó)內(nèi)外金屬PCB基板生產(chǎn)廠都用各自制定的方法檢測(cè)和考核產(chǎn)品的散熱性。到1995年，美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM)制定了"薄導(dǎo)熱固體絕緣材料熱傳導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法"，其標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)為ASTM D5470-1995，此后國(guó)外許多金屬PCB基板生產(chǎn)廠多采用該方法測(cè)試熱導(dǎo)率，并用熱導(dǎo)率來(lái)衡量金屬PCB基板的散熱性。但我國(guó)目前仍沒(méi)有符合ASTM D5470的檢測(cè)儀器。我國(guó)2000年制定的電子行業(yè)軍用標(biāo)準(zhǔn)SJ20780-2000《阻燃型鋁基覆銅箔層壓板規(guī)范》中規(guī)定了金屬PCB基板熱阻測(cè)試方法，該方法參照國(guó)外某公司"熱阻測(cè)試方法"的測(cè)試原理制定的，目前國(guó)內(nèi)704廠具有符合SJ20780規(guī)定的檢測(cè)設(shè)施。