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浅谈国内铝基板技术与国际水平的差距(3)
作者:东莞市艾赛伦电子有限公司  发表时间: 2018-07-27 10:35:38

 ■ 技术方面的差距

 
  1、热传导性能方面的差距
 
  目前国际上技术领先的铝基板绝缘层都是由高导热、高绝缘的陶瓷粉末填充而成的聚合物(主要是环氧树脂)所构成,这样的绝缘层具有良好的热传导性能(导热系数高达2.2/m-K),很高的绝缘强度,良好的粘接性能。
 
  同时,应市场需求,东莞市艾赛伦电子有限公司利用石墨烯开发出比竞争对手导热系数更佳的绝缘层,它性能出众,提高了高功率LED 的寿命和光通量,成为占据大功率LED 市场的新利器。
 
 
    目前国内的众多铝基板生产厂家,因自身的人才、技术、设备、材料和资金等各方面因素的制约,无力进行铝基板系统和持续的研究和改进。与国外同行之间的技术和实力的差距有扩大的趋势,令人担忧。
 
 
  国产铝基板绝缘层基本上都使用了商品化的FR-4 半固化片(1080)(导热系数仅为0.3/m-K),该绝缘层之中没有添加任何的导热填料,因此,这种铝基板的热传导性能较差,不具备高强度的电气绝缘性能。国内目前在铝基板所用导热填料的选型,导热填料的预处理,导热填料和改性环氧树脂的配方研究,以及如何保证导热填料均匀的分布于绝缘层之中,目前尚没有进入实质性研究阶段。
 
  铝基板绝缘层如果没有添加合适的导热填料,而环氧树脂的热传导性又很差,显而易见整个铝基板的热传导能力就非常有限了。通过这些年来各厂商在市场的使用、对比反馈来看,技术和应用良莠不齐,绝大部分使用的是FR-4 半固化片。其中,东莞市艾赛伦电子有限公司 各个系列的铝基板性相对优于国内其它厂商;但是相较于国外厂商产品我们的技术的差距还是相当大的。
 
  2、电绝缘性能方面的差距
 
  目前,东莞市艾赛伦电子有限公司 铝基板的绝缘层厚度一般是75μm, 100μm, 125μm 和150μm。其它几家日本公司的铝基板绝缘层厚度也与此相近。其中75μm 是主流产品。
 
  国内的铝基板,绝缘强度都有限,在同等厚度条件下,只能达到国外产品的1/3~1/4 击穿强度。我们曾经听到一个客户的陈诉(从事电力电子器件),他们以前的铝基板供应商(FR-4 绝缘层),将绝缘层加厚到200μm,仍然不能满足3KV(AC)绝缘强度的要求,其实,这样的厚度,即使绝缘强度满足了要求,其热阻大到什么程度就可想而知了。
 
  ¨ The Bergquist MP 系列铝基板(75μm绝缘层)击穿电压可达8.5KV(AC);日本NRK的NRA-8铝基板(80μm 绝缘层)击穿电压也可达到6.7KV(AC)。
 
  ¨ The Bergquist HT 系列铝基板(150μm绝缘层)击穿电压可达11KV(AC);日本NRK的NRA-8铝基板(160μm 绝缘层)击穿电压也可达到9.2KV(AC);
 
       - 东莞市艾赛伦电子有限公司(80μm 绝缘层)击穿电压目前只能达到4-5 KV(AC).与国外的差距比较明显、
 
        他们的绝缘强度如此之高,除了绝缘胶配方合理以外,说明他们的整个工作环境洁净度很高。国内目前的铝基板生产商,经营规模小,资金实力有限,设备自动化程度低,生产环境都不是很理想,生产过程很易导致尘埃等其它杂质混入绝缘层之中,甚至出现绝缘层破损或受到创伤,从而大大了铝基板的绝缘强度。
 
  3、机械性能方面的差距
 
  国外高档次的铝基板,绝缘层、铜箔和金属基层这三者之间的热膨胀系数(CTE)的匹配性好,很好解决了焊接过程中温度循环导致的金属基线路板(MCPCB)的翘曲问题,以及可能由此所导致的焊缝开裂等隐患。特别是如何解决厚铜箔(4oz 以上)铝基板的翘曲问题,我们与国外厂商的差距更加明显。据一个DC/DC 电源客户反映,他们在使用国外某品牌铝基板(铜箔4oz,绝缘层75μm,铝板1.57mm)加工PCB 过程中,刚刚做完热风整平工艺(HASL),MCPCB 翘曲较大,但降至常温以后,MCPCB 的翘曲就恢复到工艺设计值。而国内的铝基板,因HASL 工艺导致的翘曲不可逆。
 
  4、其它性能的差距
 
  经过我们多次测试,国外牌铝基板能够将铝基板绝缘层的厚度公差控制在±2μm,这就保证了铝基板厚度和导热能力的均一性。说明他们的涂胶设备的精准度很高。同时也说明他们的绝缘胶流动性很小,但又能保证粘接和其它性能的完美,说明他们的配方的研究很深入。
 
  国内铝基板绝缘层的厚度,相差±10%都是一个正常的指标,这必然导致铝基板热阻、绝缘强度存在较大的起伏。从而对器件的质量性能参数产生较大的影响。在一些领域,因为使用条件苛刻,国产铝基板难以胜任。特别是长时间在高温条件下(140℃),能够保证铝基板的机械性能、电绝缘性能和其它相关性能仍然能够满足器件的需求,是衡量铝基板质量稳定性的一个重要指标。 东莞市艾赛伦电子有限公司生产的产品能满足130℃一下长期使用,特别是HT 系列产品,能够承受140℃长期使用。反观国外厂商能够在每一款铝基板新品投放市场以前的12~18 个月,进行长期的极为严格的湿热老化试验,以验证其机械性能、电绝缘性能和其它性能的变化趋势。这一点,我们国内目前还做不到。www.dglvjiban.com

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