铝基印制电路板规范

1铝基印制电路板通用规范本文件规定了单面、双面及多层铝基印制电路板（以下简称铝基PCB）的术语和定义本文件主要面向需要高散热性能的电子设备应用领域，如固态照明（LED）、电源转换驱动与控制、汽车电子系统、大功率半导体模块、通信基T/CPCA1001-2022《电子电路术语》GB/T4588.3-2002印制电路板设计和GB/T36476-2018印制电路用金属基覆铜箔层压板通用规范GB/T3190-2020变形铝及铝合金化学GB/T4722-2017印制电路用刚性覆铜箔层压板GB/T4721-2021印制电路用刚性覆铜箔层压板T/CPCA1001-2022界定的制造铝基PCB的原始板材。由铝基板、绝缘介质层和铜箔在高温高压下层压而成。其性能是决定最在铝基PCB结构中起主要支撑和散热作用的金属2热阻越低，表示热量从发热源（如芯片）到铝基板的该温度点附近，材料的物理性质如热膨胀系数、模量、介电性能等会发生显著变化，材料热稳定性的极限指标，任何加工或工作温度都不应接近或超限，决定了材料所能承受的瞬时高温（如焊接）的上限。任何工艺温度都不应超过Td；Tg是材料的物），具有一定绝缘性能的氧化膜（主要是Al₂O3）。该处理能有效防止铝基板与绝缘层树脂在压合过程中发生不期望的化学反应，并显著提高绝缘层与铝基衡量铝基板（经处理后）表面润湿性的物理量，通常用达因/厘米（dyne/cm）或力。该值通常使用一系列已知表面张力的达因笔进采用CIELab*颜色空间表示的阻焊油墨固化后的颜3b*：表示黄/蓝颜色分量，正值为黄色，负值为物体表面反射的辐射通量与入射到该表面的总辐射通量之比，通常以百分比（%）表示。对于铝基在双面或多层铝基PCB中，为改善垂直方向的导热性能，在板上钻孔并进行金属化（电镀铜）形成专用功能，油墨相关性能可参考IPC-SM-印制电路板表面或内部残留的、在潮湿环境下能电离成带负电的阴离子和带正电的阳离子的化学）：）：铝基板最外层导电图形的边缘与裸露的铝基材边缘之间的间隙所能承受的最高电压，而不发生电气击穿或闪络。这是评估铝基板在机械加工（如V-CUT、冲切、铣边）后边缘绝缘可标4产品分类和型号定义制造商和用户应根据终端产品的具体要求，选择合适的产品分类及等4参照IPC-6012E的框架，并结合铝基板的特点，将产品划分为以下三个性能等级。除非客户有特殊非安全关键的汽车电子模块（如信息娱乐系统、车身控制模块）、大功率LED户外照明等。允许在极端断。典型应用包括航空电子、国防军事装备、汽车安全关键系统、在图纸或订单中指定所需的导热等级和热阻要求，依据GB/T36476-2018绝缘介质层的热导率(λ), 表1导热系数等级与热阻对应关系灯d、表中“热阻范围”是根据对应的导热系数状态下，绝缘厚度为100um，面积为1平米换算而来，换算公表2：耐电压性能等级5对绝缘要求较高的应用，如需要满足增强绝缘特殊高压应用，具体数值、测试条件（如DC测试注：此处的介电击穿电压为材料固有属性，在产品设计中，实际工作电压与绝缘层所需耐压之间根据电路层的数量和结构，铝基板可分为以下几种类型，叠特点:工艺简单，成本低，散热路径直接。所有元器件均安装在电路层特点:顶层和底层电路通过金属化孔（PTH）实现电气连接。其中，绝缘孔的特点:先制作双面芯板通过金属化孔（PTH）实现电气连接，再使用高导热绝缘介质层与结构:将两层或多层电路层压合在铝基板上，层与层之间用半固化片和绝特点:适用于高集成度、高功率密度的复杂电路设计。可通过埋/盲孔技术实现层间互连。其核心64.2型号定义:具体命名规则可由企业内部制定，但应在技术文5产品要求铝基PCB的生产应基于经批准的生产图纸、工艺规范和作业指导书。任何对关键材料、工艺参数的铝基PCB应满足供需双方的合同规定的可靠性要求，并提供相应的材料性能数据表（Datasheet）或出厂检验报告（CertificateofConform铝基覆铜板是制造单面铝基PCB的基础材料，其质量直接决定了产品的核心性能。除客户特殊指定外，所用铝基覆铜板应符合GB/T36476-2018、5.2.1.1铝基覆铜板供应商应向客户提供完整的技术数据表），75.2.2.1铝基PCB主要有良好导热性和机械加工性的铝或铝合金作为基础材料，铝基板的材料选用应符合GB/T3190的规定，除非客户另有规定，应优先选用以下牌号2.0mm,3.0mm。其厚度公差应符表3铝基板厚度公差达因值是衡量表面清洁度和表面能的关键指标，直接影响绝缘介质的润湿和铺展和铝基PCB客户端表4铝面达因值要求5.2.3.1材料体系：应采用专门设计的高导热绝缘材料，通常为填充了高导热陶瓷填料（如Al₂O3,AlN,BN）的聚合物树脂（如环氧树脂）。材料供应商应提供完整的介电击穿电压、玻璃化转变温度（Tg）、热膨胀系数（CTE）5.2.3.2热导率：应符合第4.1.2章所选的导热性能分级要求。测试8度和厚度公差选用应由供需双方约定或依照以下表5绝缘介质层厚度公表5绝缘介质层厚度公差等级5.2.4.1铝基PCB电路层所用的铜箔应符合IPC-4562A或GB/T5230的规定。通常采用电解铜箔（Copper）。对于有特殊延展性要求的场合（如需要折弯），可选用压延铜箔（RACopper）。铜箔纯度5.2.4.2铝基板PCB铜箔标识方法：不同面表6铜箔单位面积质量和厚度95.2.5.5油墨LAB值、反射率：对于有光学性能要求的应用，应根据供需双方约定的规格检测其5.2.5.6阻焊对位精度和图形尺寸应满足客户图纸要求，不允5.2.5.7阻焊油墨固化后应达到UL95.2.6.1字符油墨颜色应符合设计要求，固化后附着牢固，字5.2.6.2字符油墨不应对阻焊层造成不良影5.2.6.3字符应清晰可辨，完整无缺。不允应根据应用需求、贮存条件和装配工艺选择合适的表面处理。所有表面处理均应符合相应的IPC规4555-2022的要求，能提供良好的可焊性保护，可能经受2次以上铝基PCB的外观质量应按IPC-A-600K中对刚性板的相关要求检验，并满足以定义：铝基板表面（尤其是裸露的背面）因机械作用产1级：划伤深度不超过0.05mm，长度不超过25mm，数量每面不多于痕不影响安装平整度和电气性能。压痕尺寸不得定义：绝缘层内部包裹的非规定物质（如纤维定义：基板材料（铜箔、绝缘层、铝基之间））：定义：外形加工后，铝基PCB边缘产生的定义：铝面阳极致密性不佳导致后续加工2级：铝面阳极无明显破坏，无明显异色，铝面发白＜铝在任何情况下，减小后的宽度必须能满足电流承载和阻抗要在任何情况下，变大后的宽度必须能满足电气性能和阻抗要表7外形尺寸公差表8成品孔径公差NPTH表9成品孔位公差注：钻孔或冲孔后，孔壁应光滑，无毛刺、撕裂。铝基PCB线路图形到图形尺寸、阻焊图形表10图形-图形尺寸用于拼板分割。V-Cut的残余厚度、角度和对位V-Cut线应连续、光滑，不得有断点或深度、宽度的突变，外观不可以有成品导体宽度与标称宽度的偏差应符合表12的规定。最小导体间距应不小于设表12导体宽度和间距公差等级导体宽度和间距公差标称宽度*30%2级标称宽度*20%3级标称宽度*10%成品板在自由状态下测量的翘曲和扭曲高度/铝基PCB板对角线长度*100，应应符合表表13翘曲和扭曲限值表14电气性能要求加电压于铜箔与铝基之间，漏电流设定为0.5mA,测试时间60S以上，不应出现击穿或以上测试方法只适合铝基覆铜板进料检验检查，铝基PCB应考虑导体与板边的间导体到板边耐电导体到板边最小设计距离(mm)DC测试电压(V)/漏电路上限0.1mAAC(50/60Hz)测试电压(Vrms)0.30≥S＜0.50800≥DC＜1200570≥AC＜8500.50≥S＜0.801300≥DC＜1600900≥AC＜11501700≥DC＜20001200≥AC＜14502100≥DC＜23001500≥AC＜16502400≥DC＜28001700≥AC＜2000在铜箔与铝基之间施加500VDC电压，保持1分钟后测量，至少每30介质损耗角正切耐漏电起痕指数表15物理性能要求序号性能指标要求5.5.2.1剥离强度(常态)铜箔的剥离强度1级标准≥1.2N/mm2，3级标准≥1.4N/mm5.5.2.2剥离强度(热应力后)经热应力试验（实验方法见6.2.19）后，剥离强度不应低于常态值的80%。5.5.2.3铝面达因值依照供需双方约定的规格5.5.2.4铝面粗糙度依照铝面粗糙度供需双方约定的规格，如未特别约定则依照5.2.2.4铝面粗糙度的要求执行5.5.2.5油墨LAB值、反射率依照供需双方约定的规格5.5.2.6吸水率≤0.20%5.5.2.7油墨附着力油墨（阻焊、文字油墨）经过测试后确认油墨无脱落或剥离。5.5.2.8油墨硬度阻焊后烤厚硬度测试≥6H(铅笔硬度)热性能是铝基板的核心性能指标，直接关系到其应用效果表16热性能要求序号性能指标要求5.5.3.1导热系数(λ)参考4.1.2按导热性能分级中表1导热系数等级与热阻对应关系，具体值由设计和应用决定，并由供需双方商定。5.5.3.2具体值由设计和应用决定，并由供需双方商定。5.5.3.3玻璃化转变温具体值由设计和应用决定，并由供需双方商定,测量值与标称值的偏差应在±5℃以内。5.5.3.4热分解温度具体值由设计和应用决定，并由供需双方商定,测量值应不低于标称值。5.5.3.5最大操作问题（MOT）具体值由设计和应用决定，并由供需双方商定,测量值应不低于标称值样品经过高温高湿环境测试后检查绝缘电阻、耐电压等性能指标符合5.样品经过测试后检查绝缘电阻、耐电压等性能指标符合5.5.样品经过高温高湿测试，判断标准如下：1.测试阻值＞10MΩ,不可有枝状结晶物结构完整性是保证铝基PCB在经历热、机械应力后仍能维持其物理连接和电气性能的能力。主要通针对样品镀覆孔、层间进行切片，并在10孔壁完整性：孔壁镀层应连续、致密，不允许有裂纹、空洞、玻璃纤维突出等缺5.6.1.3热应力后评估：经过热应力（如浮焊）试验后的切片，不允许5.6.1.1要求：构成铝基板的所有有机材料（包括绝缘层、阻焊膜、字符油墨等）的复合体，其可5.7.2.1铝基印制电路板成品中限制使用的有害物质及其含量应符合GB/T26572《电子电气铅汞镉邻苯二甲酸二(2-乙基己度超过0.1%（w/w应履行相应的告知和通报义务。本章规定的试验方法用于验证铝基印制电路板是否符合第5章的要求。试验条件如无特殊说明，均使用10x放大镜。针对外观质量要求达到3级标准需求的产品应使用50X以上高清CCD放大镜或AVI外观检6.1.2.1外形尺寸、孔径、孔位、图形尺寸及对位精度检查：使用精度不低于10um的二次元影像测6.1.2.2板厚检查：使用精度不低过0.01mm的6.1.2.3V-cut残留厚检查：使用精度不低于0.02mm专用V-C6.1.2.4线宽线距检查：使用精度不低于0.01mm线宽量测仪器或带刻度的百倍6.1.2.5板翘检查：使用精度不低于0.02m备材料耐击使用量程5000V的高2.将规定的试验电压保持一段时间，鉴定试验的3.对于厂内质量一致性检验，在采用可能更高的5.评定检测导线间或导线与安装的金属件之间是记录最大电压值导体到板高压耐压测试机(≥5kV，漏电流<导通功能飞针测试机或针床(设定电压250V,绝缘飞针测试:针床测试:-初始电阻（MMΩ,电压-测试时间、温体积电阻四探针电程大于10¹-测试时间和温介电常数&损耗角LCR测量仪-测试频率、温耐漏电起用)验剥离强度（常态&拉力试验1.按照GB/T36476-20188.6章节的测试方法试-常态剥离强度-热应力后剥离-失效模式（胶铝面达因度（34-44dy式粗糙度)1.选取3个区域，使用不同标号的达因笔画线-粗糙度Ra、Rz值阻焊油墨率积分球式分光光度6.记录以上LAB值反射率数据-炉前炉后反射率3.使用去离子水将试样进行高温高压吸湿，持续4油墨附着力宽的3M610压敏胶带压敏感胶带，迅速垂直拉起，-油墨脱落和剥1.将铅笔插入铅笔硬度计，与测试样品表面呈45°角。以约1cm/s的速度向前推动铅笔，在油墨热导率&热导率测-温度差(°C）玻璃化转差示扫描率热分解温率最大操作化/热循环-浸锡时间、温度漂锡装置-漂锡次数、每-是否合格（无恒温恒湿），-期间电气-外观缺陷离子污染度(溶剂萃离子污染 取电阻率-是否满足阻焊膜附着力（百百割测试仪盐雾试验箱-试验时间、温-质量损失-贮存温度、时间-各项性能变化(Δ)热冲击箱-循环次数、每离子迁移使用导线连接焊盘并在箱内施加100V直流电压+-阻值曲线(Ω)-是否出现枝状振动测试5mm试验2.设定正弦波形，按规定的频率-加速度曲线进行扫-功能和性能数据结构完整切片研磨微镜()-层间、镀层分（UL94V-燃烧试验箱CH有害物光光谱仪-元素名称、浓4.性能检验应该根据产品需求进行定期检验，检验鉴定检验是对产品是否全面符合本文件要求的b)正式生产后，如结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时。耐漏电起痕指数材料变更时/材料变更时/玻璃化转变温度材料变更时/材料变更时/材料变更时材料变更时/材料变更时/材料变更时/材料变更时/材料变更时/材料变更时/环境适应性材料变更时材料变更时/b)鉴定检验判定：所有检验项目的结果均应符合本文件的要求。若有不合格项，应加倍抽样对不最小包装单元和外包装箱上应有清晰、牢固的标签，至少包含8.1.2.2内包装数量、内包的包装方式（热塑膜包装或真空袋包装、8.2.2对于长途或海运，建议采用温湿度受控的集装箱，或在普通集装箱内增加额外的干燥剂和防8.3.3应避免将货物暴露在阳光直射或铝基PCB应贮存在温湿度受控的室内环境中。理想的板件因暴露时间过长或包装受潮而吸收的湿气，防警告：烘烤是一项补救措施，应尽可能避免。烘烤会降低可焊性（特别是对于OSP和浸银），并可烘烤时：板件应垂直放置在专用的烘烤架上，板与板之间保持足够间距(≥10mm以利于水汽逸8.3.3.3烘烤后：烘烤完成的板件应在5小时内8.3.3.4对于OSP表面处理超出贮存期限，可与供应商返A1.2Td是化学分解的起始点，是材料不可逆损坏的绝对上限。任何加工温度（如焊接）和长期工A1.3MOT是基于长期老化试验的工程应用极限，是评估产品寿命和可靠性的最直接指标。MOT的确A.2MOT的验证A.2.1供应商应提供由UL（UnderwritersLaboratories）或等效资质机构出具的，针对所用绝缘材料系统（或成品板）的MOT认证黄卡（Yell温度点上进行加速老化，监测关键性能（如介电强度、铜箔附着力等）随时间的衰减情况，最终通过Arrhenius方程外推出在预定寿命（如10万小时）下，性能衰减至初始值50%时所对应的温度，即为MOT值。换绝缘层供应商、改动压合参数）均需重新进行MOT10万h）下性能衰减至50%时对应的温度，是系统级的可靠性认证指标。MOT的确定必须兼顾Tg与Tg为材料在高温下保持尺寸与机械性能A.3绝缘层耐热性能要求根据产品应用划分以下等级，以供产品设计时参考选择--A.4制定与使用补充规定的关键要点A4.1材料数据获取：在材料选型阶段，必须从供应商处获取完整的Tg、Td、MOT（含ULYellowCard）数据，并核对是否满足目标等级的最A4.4变更管理：任何材料配方、压合参数、层压顺序的变更，都必须提交MOT再认证申请，并获A4.5文件化追溯：所有Tg、Td、MOT测试报告、UL认证文件、工艺参数必须在产品技术文件Tg、Td与MOT共同构成铝基PCB绝缘层耐热能力的完整评估体系，其中Tg决定短期尺寸与模量，Td决定材料的热分解上限，MOT则是系统级的长期可严格的工艺窗口、老化验证与变更管理是确保实际使用中MOT能够兑现如需进一步的材料数据表、UL认证样本或LTTA试验细节，可在后续沟通中提供对应的技术文件铝面氧化层厚度、表面能（达因值）及粗糙度测试B.1铝面氧化层厚度测试a)从待测铝基板上切取试样，进行镶嵌、b)在放大倍数不低于400X的金相显微镜下，清晰地观察到b)在待测铝基板（层压前）的表面上，均匀e)当涡流法