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金属基覆铜板分类与主要特性

一、金属基覆铜板的结构及种类

  金属基覆铜板一般是由金属基板、绝缘介质层和导电层(一般为铜箔)三部分组成,即将表面经过处理的金属基板的一面或两面覆以绝缘介质层和铜箔,经热压复合而成。由于金属基覆铜板在其结构、组成及性能上有所不同,又可分为多种。

  从金属基板的结构上划分,常见的有三种,即金属基板、包覆型金属基板和金属芯基板。金属基板是以金属板(铝、铜、铁、钼等)为基材,在其基板上覆有绝缘介质层和导电层(铜箔);包覆型金属基板是在金属板的六面包覆一层釉料,经烧结而成一体的底基材,在此上经丝网漏引、烧结、制成导体电路图型;金属芯基板一般由铜和铝作芯材,在其表面涂覆一层有机高分子绝缘介质层,或将其复合在半固化片上或PET薄膜之中,覆上导体箔(有的用加成法直接形成导电图形),见图5—1。其中金属基板是最常见,用量最多的一种。

  金属基板从其组成上可分为:

  1 铝基覆铜板; 3 铜基覆铜板;

  2 铁基覆铜板; 4 钼基覆铜板。

  从金属基覆铜板特性上可分为:

  1 通用型金属基覆铜板; 3 高耐热型金属基覆铜板;

  2 阻燃型金属基覆铜板; 4 高导热型金属基覆铜板;

  5 超高导热型金属基覆铜板; 7 多层金属基覆铜板。

  6 高频、微波型金属基覆铜板;

  二、金属基覆铜板的主要特性

1 优异的散热性能

  金属基覆铜箔板具有优良的散热性能,这是此类板材最突出的特点。用它制成的PCB,可防止在PCB上装载的元器件及基板的工作温度上升,也可将电源功放元件,大功率元器件,大电路电源开关等元器件产生的热量迅速地散发。在不同的金属基板中,以铜材做为基板散热性最好,它的热传导率高于其他金属基板。由于铜材的密度大(8.9g/cm3),价格高、易氧化且不符和基板材料向轻量化发展的趋势,因此未被广泛使用。只有制造超高散热性基板时才被采用。铝板尽管散热性较铜板差,但比铁板好得多,且密度小、质轻(2.7g/cm3),可防氧化,价格较便宜,因此它是金属基覆铜板中用途最广、用量最大的一种复合板材。

  金属基覆铜板的散热性,主要取决于金属基材的金属种类,但也与它的绝缘层厚度、热传导性等有关。为了提高金属基覆铜板的热传导性,需在绝缘层中加入导热型填料。绝缘层越薄,金属基板的热传导性越高,但绝缘层越薄,板材的耐压性能就越低。因此用户在选择金属基覆铜板时,要对板材的热传导性能、耐电压性能、绝缘性能等综合考虑。

  2 良好的机械加工性能

  金属基覆铜板具有高机械强度和韧性,此点大大优于刚性树脂类覆铜板和陶瓷基板。为此可在金属基板上实现大面积的印制板的制造。重量较大的元器件可在此类基板上安装。另外金属基板还具有良好的平整度?稍诨迳辖星么、铆接等方面的组装加工。在其制成的PCB上,非布线部分也可以进行折曲、扭曲等方面的机械加工。

  3 优异的尺寸稳定性

  对于各种覆铜板来说都存在着热膨胀(尺寸稳定性)问题,特别是板的厚度方向(Z轴)的热膨胀,使金属化孔,线路的质量受到影响。其主要原因是板材的线膨胀系数有差异,如铜的线膨胀为17x10-6/℃而环氧玻纤布基板的线膨胀系数为(110~140)x10-6/℃。两者相差很大,易造成基板受热膨胀变化的差异,致使铜线路和金属化孔断裂或遭到破坏。而铁、铝基板的线膨胀系数分别为40x10-6/℃,50x10-6/℃。它比一般的树脂类基板小得多,而更接近于铜的线膨胀系数,这样有利于保证印制电路的质量和可靠性。

  4 电磁屏蔽性

  为了保证电子电路的性能,电子产品中的一些元器件需防止电磁波的辐射、干扰,金属基板可充当屏蔽板起到屏蔽电磁波的作用。

  5 电磁特性

  铁基覆铜板的基板材料是具有磁性能的铁系元素的合金(如矽钢板、低碳钢、镀锌冷轧钢板等)构成,利用它的这一特性将其应用于磁带录音机(VTR)、软盘驱动器(FDD)、伺服电机等小型精密电机上。此种金属基覆铜板既起着PCB的作用,又起小型电机定子基板之功能。

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