看懂銅基板結(jié)構(gòu)圖，核心要抓住三層結(jié)構(gòu)：線路層、絕緣層和金屬基層。線路層通常為銅箔（常規(guī)厚度 18μm - 70μm），用于承載電路；絕緣層多采用陶瓷填充環(huán)氧樹脂，是決定電氣絕緣和導(dǎo)熱性能的關(guān)鍵；金屬基層一般為銅（導(dǎo)熱系數(shù) 398W/mK）或鋁，提供機(jī)械支撐與散熱路徑。
絕緣層的導(dǎo)熱系數(shù)（W/mK）直接影響散熱效率。以常見的氮化鋁陶瓷填充絕緣層為例，導(dǎo)熱系數(shù)約 25 - 35W/mK，相比普通環(huán)氧樹脂（0.2 - 0.4W/mK）高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。在大功率 LED 驅(qū)動(dòng)電源中，高導(dǎo)熱絕緣層能將芯片熱量更快傳遞到金屬基層，但成本也相應(yīng)增加 2 - 3 倍。
熱阻（℃/W）在結(jié)構(gòu)圖中體現(xiàn)為各層疊加效應(yīng)。例如 1mm 厚銅基板，絕緣層熱阻占系統(tǒng)總熱阻的 70% - 80%。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)需注意，絕緣層過(guò)厚會(huì)增加熱阻，過(guò)薄則可能導(dǎo)致絕緣耐壓不足（工業(yè)電源要求通常≥1500V）。我們?cè)蜻^(guò)度追求散熱，選用 0.1mm 絕緣層，結(jié)果在安規(guī)測(cè)試中出現(xiàn)擊穿問(wèn)題。
熱膨脹系數(shù)（CTE）匹配性在結(jié)構(gòu)圖中不易直觀體現(xiàn)，但影響重大。銅（17ppm/℃）與絕緣層（8 - 12ppm/℃）、芯片（3ppm/℃）的 CTE 差異，會(huì)在溫度變化時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力。在車載電源這類高低溫循環(huán)頻繁的場(chǎng)景中，若未設(shè)計(jì)應(yīng)力釋放結(jié)構(gòu)，焊點(diǎn)可能在 500 次循環(huán)后出現(xiàn)裂紋。
常見誤區(qū)是將結(jié)構(gòu)圖中各層厚度與性能簡(jiǎn)單關(guān)聯(lián)。例如增加銅箔厚度雖能降低線路電阻，但對(duì)整體散熱提升有限；加厚金屬基層超過(guò) 3mm 后，熱阻改善不明顯卻大幅增加成本。選型時(shí)應(yīng)結(jié)合功率密度、工作溫度范圍，優(yōu)先關(guān)注絕緣層的導(dǎo)熱與耐壓參數(shù)，并通過(guò)熱仿真驗(yàn)證結(jié)構(gòu)合理性。
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