アルミニウム基板に関する議論について

2022-07-20

Author：ipcb

我々が一般的に使うPCBボードは、絶縁板の表面上の片面または両面に銅でコーティングされる。PCBの特定の形として、アルミニウム基板は通常は片側に銅で覆われる。絶縁層は非常に薄い。それから、アルミ板銅被覆のない側に重ねられる。それで、いわゆるアルミニウム基板は通常、オーディオで使用される。電源、通信電子機器、自動車、コンピュータ、ランプと照明に用いられる。

それで、アルミニウム基板について何が良いですか？

アルミニウム材料

良好な放熱性能：アルミニウム基板は、熱抵抗を最小にすることができ、熱抵抗が小さく、熱膨張係数が銅箔のそれに近いので、アルミニウム基板は、優れた熱伝導性および放熱性能を有し、モジュールの動作温度を低下させ、耐用年数を延長する。

高電流容量：同じ厚さおよび線幅で、アルミニウム基板はより高い電流を運ぶことができる。

良い機械加工性：それは、セラミック基板に代わることができて、より良い機械的耐久性を有する。同時に、高強度・高靭性で、大面積pcb製造と部品実装を実現できる。

良い電磁波シールド：電子回路の性能を確保するために、電子製品のいくつかのコンポーネントは、電磁波放射および干渉を防止する必要がある。アルミニウム基板は、電磁波を遮蔽する遮蔽板として機能することができる。

環境保護：原料として使われるアルミニウムは、非毒性でリサイクル可能だ。RoHS要件を満たさなければならない。

軽量：アルミニウムは、優れた強さと弾力の条件の下で驚くべき軽量と便利さを持つ。

しかしながら、プロセス及び選択性の観点から、アルミニウム基板は、例えば以下のような既存の市場においていくつかの欠点を有する。

高コスト：パリティ商品と比較して、アルミニウム基板の価格は30 %以上を占めている。

高いプロセスの難しさ：現在のところ、両面ボードを作るのは困難で、プロセスは複雑だ。製造工程においては、耐電圧及び電気的強度も問題になりやすい。

プレートは統一されていない：CPCA業界標準、国家規格、国際規格など、材料仕様の統一規格はない。

アルミニウム製のベースプレートは、一般的に使用されるアルミニウムベースプレート1000、5000シリーズと6000シリーズが主に含まれている。

■1000シリーズ

それは1050、1060、10701000シリーズのアルミプレート、純粋なアルミプレートとも呼ばれる。すべてのシリーズのうち、1000シリーズは、最もアルミニウム含有量があり、純度は99.00 %以上に達することができる。それは他の技術的な要素が含まれていないため、生産プロセスは比較的簡単で、価格は比較的安価だ。現在では従来の業界で最もよく使われているシリーズだ。現在のところ、市場のほとんどは

1050と1060シリーズ。1000シリーズのアルミニウムプレートは、最後の2桁に従ってこのシリーズの最小のアルミニウム内容を決定する。例えば、国際的なブランド命名原則に従って、アルミニウム内容は99.5 %に達しなければならなくて、資格のある製品とみなされる。また、中国のアルミニウム合金工業規格（GB／T 3880−2006）においても、アルミニウム含有量が99.5 %に達することが明らかになっている。同様に、1060シリーズのアルミニウム板のアルミニウム含有量は99.6 %を超えなければならない。

■5000シリーズ

5052、5005、5083、5 A 05シリーズを表す。5000シリーズのアルミニウムプレートは、一般的に使用される合金アルミニウム板のシリーズだ。主成分はマグネシウム、マグネシウム含有量は3〜5 %で、アルミニウム・マグネシウム合金とも呼ばれる。主な特徴は、低密度、高張力、高伸びだ。同じ領域の下では、アルミニウム・マグネシウム合金の重量は他のシリーズのそれより低いので、航空機燃料タンクのような航空でしばしば使われる。もう一つ従来の産業でも広く使われている。その加工技術は熱延アルミ板シリーズに属する連続鋳造と圧延であり，深い酸化処理が可能だ。中国では5000シリーズのアルミニウムプレートがより成熟したアルミニウムプレートシリーズの一つだ。

■6000シリーズ

代表的な6061はマグネシウムとシリコンを主成分とするので、4000系シリーズと5000シリーズの利点を統合する。6061は冷間加工されたアルミニウム鍛造製品であり、高い耐食性及び耐酸化性を要求される用途に適している。それは良い使いやすさ、優れたインターフェイス特性、簡単なコーティングと良い加工性を持っている。6061の一般的な特徴：優れたインターフェイス機能、簡単なコーティング、高強度と良い使いやすさがある。それに、強い耐食性がある。6061アルミニウムの典型的な用途：航空機部品、カメラ部品、カプラ、船舶付属品、ハードウェア、電子アクセサリー、コネクタなど。

現在，アルミニウム基板には、材料自体の硬さ、伸び、化学的性質、価格を考慮して5000系アルミニウム材料の5052合金アルミニウム板が一般的に使用されている。絶縁層は、低熱抵抗および熱伝導絶縁材料のレイヤーだ。

ベースレイヤベース：金属基板、通常アルミニウムまたはオプションの銅アルミニウム 銅張積層板及び従来のエポキシガラス布積層体。

アルミニウム構造

アルミニウム基板は、アルミニウムを基板とする一種の銅張積層板であり、放熱性に優れている。我々は一般に、放熱性を必要とする回路基板用のアルミニウム基板を使用する。LEDランプの用途では、LEDの熱が大きいので、熱が時間的に消散しないと、輝度が劣化し易くなり、チップを燃焼させることもある。アルミニウムは熱伝導性の良い金属である。LED光ビーズは、アルミニウム基板12に取り付けることができる。すぐに熱を放つ。アルミニウム基板は絶縁層で設計されていて、電気を通さない。それが電気を伝導するならば、回路を設計する方法がない。

この技術は、高性能のアルミニウム基板の断熱層に使用され、非常に優れた熱伝導性及び高強度の電気絶縁性能を有する金属ベースは、高い熱伝導率を必要とするアルミニウム基板の支持部材である。一般的にはアルミ板であり、銅板も使用可能である（銅板は熱伝導性が良い）。

他の材料と比較して、PCBは比類のない利点を有する。パワーコンポーネントの表面実装のSMTパブリックアートに適している。放熱器なしでは、体積が大幅に減少し、放熱効果が優れ、絶縁性や機械的性質が良好である。

一般に、回路層（銅箔）、絶縁層およびアルミニウム金属ベースを含む単層アルミニウム基板の3層がある。回路層とアルミニウムベースとの間には絶縁層が存在するので、短絡を生じない。二層のハイエンドのアルミニウム基板は両側に回路層を有しており、もちろん中央はアルミニウムである。多層アルミニウム基板は少ない。例えば、LEDランプは片面のアルミニウム基板を使用し、回路層はLEDで貼付される。背面のアルミニウム基板は放熱器と良好に接触して放熱することができる。

アルミニウム基板の絶縁層は、アルミニウム基板の最も重要でコア技術である。アルミニウム基板の絶縁層が最大の熱伝導性障壁であるので、銅箔に付着するだけでなく、熱伝導性も良好であるべきである。銅箔の熱をアルミ基板に速やかに移すことができないと、アルミニウム基板がその重要性を失うことになる。

LEDアルミニウム基板の特性

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