——1943科技技術分享

在SMT貼片廠日常接單、DFM評審或客訴分析時，經常會被問到：“這塊板子用鋁基板還是FR-4更合適？”
二者看似都是“PCB”，實則從材料結構、熱性能到可制造性差異巨大。下文用工廠語言把核心區別拆解成7個維度，方便工程、采購、品質同事快速判斷。

1. 材料與結構
   • 鋁基板＝銅箔電路層＋導熱介電層＋鋁合金基層（常見1.0/1.5/2.0 mm厚）。
   • FR-4＝環氧玻纖布預浸料壓合而成，無金屬芯，常見0.2-3.2 mm厚，結構靈活，可單/雙/多層。

2. 導熱能力
   • 鋁基板導熱系數：200 W/m·K左右（鋁合金本體），介電層2-10 W/m·K，可把熱源沿Z軸快速導走，LED、電源模塊常用。
   • FR-4導熱系數：≈0.3 W/m·K，基本靠銅箔橫向散熱，需額外加散熱孔、風扇或金屬外殼輔助。

3. 熱膨脹系數 CTE
   • 鋁基板CTE≈50 ppm/℃，與銅箔接近，過孔和焊盤熱應力小，高功率反復開關不易爆板。
   • FR-4 CTE≈110 ppm/℃，與銅差距大，大板厚或大功率器件長時間工作，孔銅易疲勞開裂。

4. 電氣性能
   • 鋁基板介電常數3.0左右，損耗角小，可做高頻燈條；但絕緣層薄，耐壓通常≤2 kV。
   • FR-4介電常數4.2-4.8，標準耐壓>20 kV/mm，適合高壓、高速數字或射頻多層板。

5. 機械強度與重量
   • 鋁基板剛性強、不易翹曲，可承載大體積變壓器；密度2.7 g/cm³，重。
   • FR-4較輕（密度1.9 g/cm³），薄板易翹曲，需工藝邊/治具支撐過爐。

6. 可制造性
   • 鋁基板：
   ? 不能做通孔金屬化（金屬芯短路），只能單面SMT/插件；
   ? V-CUT深度需控制，避免切到鋁板；
   ? 回流爐溫區設置建議：底部預熱180 ℃以下→減少鋁合金熱應力。
   • FR-4：
   ? 通孔、盲埋孔、HDI、厚銅多層均可；
   ? 回流曲線窗口寬，普通爐溫即可；
   ? 對助焊劑殘留、OSP或沉金工藝兼容性好。

7. 成本與交期
   • 鋁基板：基材價≈FR-4的3-5倍；單面板工藝簡單，總體報價高20-30%。
   • FR-4：產業鏈成熟，1-2天可出快樣；鋁基板需專用銑刀、背鉆，快樣3-5天。

選型速查表

結語
一句話總結：要散熱選鋁基板，要布線/成本選FR-4。
1943科技建議：在評估新項目時，先量測器件熱密度，若>0.5 W/cm²且空間受限，優先考慮鋁基板；否則用FR-4更經濟。希望這份對比表能讓你的下一版DFM評審少踩坑。