隨著電子產(chǎn)品功率密度的持續(xù)提升，傳統(tǒng)鋁基板在處理高熱流密度場景時逐漸顯露出熱阻大、熱電干擾強的問題。熱電分離鋁基板作為一種新興結構設計，應運而生。那么，它是否有望成為主流？
一、什么是熱電分離鋁基板？
傳統(tǒng)鋁基板結構通常為三層：銅箔—絕緣層—鋁基。其缺點是熱與電共享同一散熱路徑，容易產(chǎn)生熱聚集和電性能干擾。而熱電分離鋁基板則在結構上進行了分層設計：
熱路徑：芯片或功率器件通過導熱墊片或金屬柱直接導熱至金屬基板；
電路徑：電信號則通過獨立的線路層或懸空電路實現(xiàn)，避免與熱路徑交叉。
這種結構將熱管理與電氣布線解耦，提高了系統(tǒng)的散熱效率和電氣性能穩(wěn)定性。
二、設計優(yōu)勢與適用場景
顯著提升熱導能力
熱通道直通金屬底板（如鋁或銅），大幅降低熱阻，可滿足>10W/cm2功率密度需求。
改善電氣性能
由于高壓或高頻信號與金屬基板物理隔離，信號干擾減少，適用于高壓驅動、射頻模塊等領域。
提升器件可靠性
熱電分離結構避免了熱脹冷縮應力在電路層與散熱層之間積聚，降低焊點失效風險。
典型應用領域
大功率LED照明模組
激光驅動與電源模塊
汽車電子（如驅動器、OBC）
高壓功率器件（如GaN、SiC模塊）
三、面臨的技術難題
盡管技術優(yōu)勢明顯，但熱電分離鋁基板仍面臨一系列挑戰(zhàn)：
制造工藝復雜
成本較高
機械結構設計復雜
散熱路徑設計需個性化
四、行業(yè)趨勢與未來展望
已有頭部汽車電子與電源廠商在關鍵產(chǎn)品中導入此類結構，例如功率逆變器、高速充電模塊等。
同時，部分PCB制造商正嘗試將熱電分離結構標準化、模塊化，以降低成本和設計門檻。一旦工藝成熟且價格可控，其大規(guī)模普及將成為可能。
五、設計建議
提前規(guī)劃熱路徑：布局階段應根據(jù)器件熱源分布設計金屬導熱柱位置。
確保電氣隔離安全距離：特別是在高壓應用中，應滿足安全標準（如IEC 60664）。
配合封裝設計優(yōu)化：部分熱電分離結構需與器件底部散熱PAD對位精確，封裝與PCB應同步設計。
驗證熱性能：使用熱仿真工具（如ANSYS、FloTHERM）進行精確建模和驗證。
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