PCB基板是現(xiàn)代電子制造中不可或缺的重要組成部分,而其作為電子電路的載體,其材料的性能面臨著諸多要求和挑戰(zhàn)。在PCB基板的材料中,主要有FR4和鋁基和LED導(dǎo)熱材料。不同基板材料的物理性質(zhì),電氣性質(zhì),機械性質(zhì)等都有所不同,下面就從這幾個方面來分析不同PCB基板材料的主要性能對比。
一、物理性質(zhì)
1. FR4基板: FR4基板是一種玻璃纖維材料,密度約1.85g/cm3,耐熱溫度為130℃左右。相對于其他基板,其介電常數(shù)比較高,一般在 4-6 之間,介電損耗角正切在10^-3以下,誤差控制比較好。
2. 鋁基板: 鋁基板是以鋁為基材,通常還有一層防腐蝕的表面氧化層,密度在2.7g/cm3左右,較大的熱導(dǎo)率使得其散熱性能比FR4基板更好,但其介電常數(shù)差不多而不能滿足需要。
3. LED導(dǎo)熱材料:LED導(dǎo)熱材料主要是基于鋁氮化物(AIN),其密度在3.25g/cm3左右,熱導(dǎo)率在170-200W/mK之間,具有優(yōu)異導(dǎo)熱性能,且介電常數(shù)可調(diào)整,但成本較高。
二、電氣性質(zhì)
1. FR4基板: FR4基板具有優(yōu)異的絕緣性能和良好的阻燃性能,其介電常數(shù)在4-6之間,介電損耗角正切在10^-3以下,其機械加工穩(wěn)定性和電氣特性穩(wěn)定性也很好,更容易滿足多層板和高密度板的生產(chǎn)需要。
2. 鋁基板: 鋁基板的介電特性較FR4基板劣,介電常數(shù)較低,通常在2-4之間,因此在高頻電路設(shè)計中,一般不選擇鋁基板作為基板材料,但其作為導(dǎo)熱基板仍然有優(yōu)異表現(xiàn)。
3. LED導(dǎo)熱材料:LED導(dǎo)熱材料具有優(yōu)異的絕緣性能,可控介電常數(shù),介電損耗角正切低,且導(dǎo)電性能較好,但因為成本較高,用途更局限。
三、機械性能
1. FR4基板: FR4基板具有一定的抗彎強度和硬度,操作時相對容易加工,制造工藝相對成熟,且耐熱性良好。
2. 鋁基板: 鋁基板的抗彎強度和硬度均大于FR4基板,制造過程較為困難,但其導(dǎo)熱性能優(yōu)異,能承受大功率電子元件的散熱需要。
3. LED導(dǎo)熱材料:LED導(dǎo)熱材料同樣具有優(yōu)異的機械穩(wěn)定性和硬度,適用于高載流密度和高功率密度的電子元件。