——1943科技技术分享
在SMT贴片厂日常接单、DFM评审或客诉分析时，经常会被问到：“这块板子用铝基板还是FR-4更合适？”
二者看似都是“PCB”，实则从材料结构、热性能到可制造性差异巨大。下文用工厂语言把核心区别拆解成7个维度，方便工程、采购、品质同事快速判断。
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材料与结构
• 铝基板＝铜箔电路层＋导热介电层＋铝合金基层（常见1.0/1.5/2.0 mm厚）。
• FR-4＝环氧玻纤布预浸料压合而成，无金属芯，常见0.2-3.2 mm厚，结构灵活，可单/双/多层。 -
导热能力
• 铝基板导热系数：200 W/m·K左右（铝合金本体），介电层2-10 W/m·K，可把热源沿Z轴快速导走，LED、电源模块常用。
• FR-4导热系数：≈0.3 W/m·K，基本靠铜箔横向散热，需额外加散热孔、风扇或金属外壳辅助。 -
热膨胀系数 CTE
• 铝基板CTE≈50 ppm/℃，与铜箔接近，过孔和焊盘热应力小，高功率反复开关不易爆板。
• FR-4 CTE≈110 ppm/℃，与铜差距大，大板厚或大功率器件长时间工作，孔铜易疲劳开裂。 -
电气性能
• 铝基板介电常数3.0左右，损耗角小，可做高频灯条；但绝缘层薄，耐压通常≤2 kV。
• FR-4介电常数4.2-4.8，标准耐压>20 kV/mm，适合高压、高速数字或射频多层板。 -
机械强度与重量
• 铝基板刚性强、不易翘曲，可承载大体积变压器；密度2.7 g/cm³，重。
• FR-4较轻（密度1.9 g/cm³），薄板易翘曲，需工艺边/治具支撑过炉。 -
可制造性
• 铝基板：
‑ 不能做通孔金属化（金属芯短路），只能单面SMT/插件；
‑ V-CUT深度需控制，避免切到铝板；
‑ 回流炉温区设置建议：底部预热180 ℃以下→减少铝合金热应力。
• FR-4：
‑ 通孔、盲埋孔、HDI、厚铜多层均可；
‑ 回流曲线窗口宽，普通炉温即可；
‑ 对助焊剂残留、OSP或沉金工艺兼容性好。 -
成本与交期
• 铝基板：基材价≈FR-4的3-5倍；单面板工艺简单，总体报价高20-30%。
• FR-4：产业链成熟，1-2天可出快样；铝基板需专用铣刀、背钻，快样3-5天。
选型速查表
| 应用场景 | 推荐材料 | 理由 |
|---|---|---|
| 大功率LED灯条、车灯模组 | 铝基板 | 纵向散热效率高，灯珠光衰低 |
| 电源适配器、充电器 | FR-4 | 成本低，布线灵活，耐高压 |
| 汽车点火器、电机驱动 | 铝基板 | 抗冷热冲击，孔铜可靠性高 |
| 手机、电脑主板 | FR-4多层 | 高密度走线、信号完整性佳 |
结语
一句话总结：要散热选铝基板，要布线/成本选FR-4。
1943科技建议：在评估新项目时，先量测器件热密度，若>0.5 W/cm²且空间受限，优先考虑铝基板；否则用FR-4更经济。希望这份对比表能让你的下一版DFM评审少踩坑。
2024-04-26
