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(shí)逐漸顯露出熱阻大、熱電干擾強(qiáng)的問題。熱電分離鋁基板作為一種新興結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)運(yùn)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(jié)構(gòu)通常為三層：銅箔—絕緣層—鋁基。其缺點(diǎn)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(jié)構(gòu)上進(jìn)行了分層設(shè)計(jì)：

熱路徑：芯片或功率器件通過導(dǎo)熱墊片或金屬柱直接導(dǎo)熱至金屬基板；

電路徑：電信號則通過獨(dú)立的線路層或懸空電路實(shí)現(xiàn)，避免與熱路徑交叉。

這種結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)優(yōu)勢與適用場景

顯著提升熱導(dǎo)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(qū)動(dòng)、射頻模塊等領(lǐng)域。

提升器件可靠性

熱電分離結(jié)構(gòu)避免了熱脹冷縮應(yīng)力在電路層與散熱層之間積聚，降低焊點(diǎn)失效風(fēng)險(xiǎn)。

典型應(yīng)用領(lǐng)域

大功率LED照明模組

激光驅(qū)動(dòng)與電源模塊

汽車電子（如驅(qū)動(dòng)器、OBC）

高壓功率器件（如GaN、SiC模塊）

三、面臨的技術(shù)難題

盡管技術(shù)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(fù)雜

成本較高

機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜

散熱路徑設(shè)計(jì)需個(gè)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(guān)鍵產(chǎn)品中導(dǎo)入此類結(jié)構(gòu)，例如功率逆變器、高速充電模塊等。

同時(shí)，部分PCB制造商正嘗試將熱電分離結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，以降低成本和設(shè)計(jì)門檻。一旦工藝成熟且價(jià)格可控，其大規(guī)模普及將成為可能。

五、設(shè)計(jì)建議

提前規(guī)劃熱路徑：布局階段應(yīng)根據(jù)器件熱源分布設(shè)計(jì)金屬導(dǎo)熱柱位置。

確保電氣隔離安全距離：特別是在高壓應(yīng)用中，應(yīng)滿足安全標(biāo)準(zhǔn)（如IEC 60664）。

配合封裝設(shè)計(jì)優(yōu)化：部分熱電分離結(jié)構(gòu)需與器件底部散熱PAD對位精確，封裝與PCB應(yīng)同步設(shè)計(jì)。

驗(yàn)證熱性能：使用熱仿真工具（如ANSYS、FloTHERM）進(jìn)行精確建模和驗(yàn)證。