众所周知,迪龙新能源(Dilong New Energy)所研发生产的车载充电机(On Board Charger,OBC)内部模块采用了先进的铝基板工艺进行设计生产,具有优越的散热性能、绝缘性能和电磁屏蔽效果,得到了全球400余家客户的肯定与认可。那么,什么是铝基板,以及它又有哪些独特优势呢?我们通过本篇文章为大家全面进行介绍。
一、什么是铝基板?
铝基板是印刷线路板(Printed Circuit Board,PCB)的一种,它是一种具有良好散热功能的金属基覆铜板。
单面板一般由三层结构所组成,分别是电路层(铜箔)、绝缘层和金属基层,双面板一般用于高端设计使用,结构为电路层、绝缘层、铝基层、绝缘层和电路层。单面铝基板只有一层导电图形层、绝缘材料层和铝基板层,而双面线路铝基板有两层导电图形层和绝缘材料层,与铝基层叠加在一起。
二、铝基板的工作原理
功率器件贴装在电路层,器件运行时所产生的热量通过绝缘层快速传导到金属基层,然后由金属基层将热量传递出去,从而实现器件的快速散热。
三、铝基板的独特优势
铝基板能够将热阻降到最低,使其具有极好的热传导性能,与陶瓷基板相比,它的机械耐久力与性能又极为优良。除此之外,铝基板更符合RoHs要求,更能适应于SMT工艺。
它在车载充电机电路设计中能够对热扩散进行极为有效的处理,从而降低模块运行温度,延长使用寿命,提高功率密度和可靠性。另外,可以减少散热器和其他硬件(包括热界面材料)的装配,缩小车载充电机产品体积,降低装配成本,将功率电路和控制电路做最优化组合。
四、铝基板的构成
1. 线路层
线路层一般采用电解铜箔,经过蚀刻形成印制电路,用于实现器件的装配和连接,与传统的FR-4线路板相比,采用相同厚度和相同线宽,铝基板能够承载更高的电流。
2. 绝缘层
绝缘层是铝基板最核心的技术,主要起到粘接、绝缘和导热的功能。铝基板的绝缘层是功率模块结构中最大的导热屏障,绝缘层热传导性能越好,越有利于器件运行时所产生热量的扩散,也就越有利于降低器件的运行温度,从而提高了模块的功率负荷、减小模块体积、延长使用寿命和提高模块功率输出。
3. 金属基层
金属基层采用何种金属,需要取决于金属基板的热膨胀系数,热传导能力,强度、硬度和重量,表面状态和成本等条件的综合考虑。
五、铝基板的性能
1. 散热性
常规的印制板基材如FR-4、CEM-3都是热的不良导体,层间绝缘导致热量散发不出去,电子元器件局部发热不能排除,导致元器件高温失效。而铝基板可以完美解决器件的散热难题。
2. 热膨胀性
铝基印制板可以有效地解决散热问题,从而使印制板上的元器件等不同物质的热胀冷缩问题得到缓解,提高了整机和电子设备的耐用性和可靠性,特别是能有效解决SMT(表面贴装技术)的热胀冷缩问题,更能适应于SMT工艺。
4. 尺寸稳定性
铝基印制板的尺寸变化要比其他材料的印制板稳定得多,它从30℃加热至140~150℃,尺寸变化仅为2.5~3.0%.
5. 其它性能
铝基印制板具有屏蔽作用,可替代易碎的陶瓷基板,从而放心使用表面贴装技术,减少印制板真正有效的面积,取代了散热器等元器件,进而提高了产品的耐热性和物理性能,减少生产成本。
综上所述,铝基板具有良好的散热性和绝缘性,其更符合RoHs要求,更能适应于SMT工艺,迪龙新能源将其应用于车载充电机内部模块上,极大提高了产品的散热性能、可靠性和使用寿命,更缩小了产品体积,符合电动汽车对车载充电机产品高安全可靠的要求。