إن ثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCB) المصنوع من الألومنيوم، والمعروف باسم ثنائي الفينيل متعدد الكلور ذو اللب المعدني (MCPCB)، يلعب دوراً مهماً في عائلة الكارتات الإلكترونية.
عادةً ما تكون هناك طبقة رقيقة من المادة الموصلة حراريًا والعازلة كهربائيًا ملتصقة بسطح لوحة الدوائر المعدنية، ولذلك فهي تمتلك توصيلًا حراريًا وكهربائيًا ملحوظًا.
لهذا السبب تُستخدم ثنائيات الفينيل متعددة الكلور المصنوعة من الألومنيوم على نطاق واسع في المجالات التي تتطلب توليد حرارة، مثل المعدات الإلكترونية الخاصة بالسيارات، والإضاءة بثنائيات الصمامات الباعثة للضوء (LED) عالية القدرة، وأجهزة التصريف الحراري العالية الأخرى.
تُستخدم الكارتات الدوائر المطبوعة القائمة على الألومنيوم بشكل رئيسي في الصناعات التي تحتاج إلى توصيل حراري. واعتماداً على المتطلبات المختلفة، يمكن عموماً اختيار أحد أنواع الركيزة الألومنيومية الثلاثة التالية:
يتكون قاعدة الألومنيوم ذات الوجه الواحد من طبقة معدنية من صفيحة الألومنيوم كركيزة، وطبقة من النحاس الموصل ملصقة على أحد جوانب اللوحة. وعلى الرغم من أن تصميم قاعدة الألومنيوم ذات الوجه الواحد بسيط، إلا أنها تُستخدم على نطاق واسع في الأسواق التي تتطلب متطلبات عالية في التبريد الحراري، مثل الإضاءة LED والإلكترونيات في السيارات ومصادر الطاقة، إلخ.
تحتوي قاعدة الألومنيوم المزدوجة الوجه على طبقتين من الركيزة القائمة على الألومنيوم، وكلا الجانبين مغطى بطبقة من النحاس. مقارنة بقاعدة الألومنيوم ذات الوجه الواحد، فإنها تتميز بمرونة تصميمية ووظائف أعلى. ويمكن تركيب المكونات على كلا جانبي اللوحة لتلبية متطلبات الكثافة الأعلى للمكونات والتصميم المعقد للدوائر. وهي مناسبة للتطبيقات التي تتطلب أداءً حرارياً وعزلًا كهربائيًا أقوى، مثل المحولات الكهربائية ومحركات المحركات، إلخ.
قاعدة الدوائر المطبوعة ذات اللب المعدني (MCPCB) عادةً ما تكون مصنوعة من الألومنيوم أو سبيكة نحاسية، ومغطاة بطبقة عازلة وورق نحاسي. مقارنةً بالدوائر التقليدية مثل FR-4، تمتلك الدوائر المطبوعة ذات اللب المعدني قدرة ممتازة على التوصيل الحراري وتبديد الحرارة. وتُعرف MCPCB أيضًا باسم الدوائر المغلفة بالألومنيوم (Aluminum-clad PCB)، وتنقسم إلى ثلاثة أنواع: طبقة واحدة، طبقتين، ومتعدد الطبقات.
للحصول على أفضل توصيل حراري، يجب أن يركز تصنيع الدوائر المطبوعة القائمة على الألومنيوم على الخطوات الرئيسية التالية:
أولًا، اختيار مادة مناسبة هو الخطوة الأولى للنجاح. غالبًا ما نستخدم سبائك الألومنيوم 6061 و5052 لأنها تمتلك توصيلًا حراريًا ممتازًا.
نحتاج إلى إيجاد مادة تمتلك توصيلًا حراريًا قويًا وأداءً جيدًا في العزل الكهربائي، مثل مادة البوليمر أو الراتنج الإيبوكي. ومن ثم استخدام هذه المواد للتوصيل مع اللب الألومنيومي.
يجب الحفاظ على سمك طبقة النحاس ضمن نطاق معقول أثناء عملية التصنيع، حتى تمتلك اللوحة الجاهزة تبديدًا جيدًا للحرارة وأداءً كهربائيًا ممتازًا.
يتم تصنيع الخطوط الموصلة بواسطة عملية النقش القياسية لصناعة اللوحات الإلكترونية.
إن التوصيل الحراري العالي للألومنيوم يمكنه إزالة الحرارة الناتجة عن المكونات الساخنة بسرعة، وبالتالي تقليل خطر ارتفاع درجة الحرارة وتمديد عمر الجهاز.
تتميز مزيجية الألواح الألومنيومية مع الدوائر النحاسية بمقاومة حرارية منخفضة وتوصيل حراري عالي، وهي مناسبة للمواقع ذات الاستخدام عالي القدرة.
في الأجهزة التي تتطلب خفة الوزن وضيق المساحة، تكون الألواح الألومنيومية غالبًا الخيار الأفضل بسبب خفة وزنها وتصميمها المدمج.
في البيئات القاسية، تعتبر الألواح المدعومة بالألومنيوم أيضًا الخيار الأفضل. وذلك لأن الدوائر المطبوعة المدعومة بالألومنيوم تمتلك مقاومة ميكانيكية ومتانة جيدة، ويمكنها الاستمرار في العمل في بيئات قاسية.
مقارنةً بالتبريد السائل أو مبردات الحرارة، فإن الدوائر المطبوعة المدعومة بالألومنيوم تعد أكثر فعالية من حيث التكلفة في حل احتياجات الحرارة، وتقدم حلولًا أفضل لإدارة الحرارة، كما أن تصميم الدوائر المطبوعة أبسط وأسهل في التصنيع.
عادةً لا يمكننا تصنيع سوى قواعد ألمنيومية أحادية الطبقة وقواعد ألمنيومية مزدوجة الطبقة. بسبب قيود عملية التصنيع، يصعب تصنيع قواعد ألمنيومية متعددة الطبقات، ولذلك لا يمكن تلبية متطلبات التصاميم المعقدة متعددة الطبقات.
تتميز مواد الألمنيوم بالصلابة العالية وقلة الليونة، وهي ليست مرنة مثل الركيزة البوليمرية أو ركيزة البوليستر. ولذلك، فهي غير مناسبة للتطبيقات التي تتطلب ثنيًا متكررًا.
معامل التمدد الحراري للركائز الألمنيومية مرتفع نسبيًا، وهو يختلف عن بعض المكونات ومواد اللحام. يمكن أن يؤدي عدم التطابق في معاملات التمدد الحراري بين الاثنين إلى تلف الوصلات اللحامية أو تشقق الطبقة، مما يؤثر على الموثوقية العامة.
مقارنةً بالركائز العادية، تتطلب خصائص الألومنيوم وقتًا أكبر للاعتبار خلال التصنيع والتركيب، مما يزيد من تعقيد العمليات والتكاليف.
على الرغم من أن ركائز الألومنيوم توفر ميزات كبيرة في إدارة الحرارة، إلا أن مقارنتها مع مواد FR4 التقليدية تُظهر أن دوائر الألومنيوم تتميز بتكاليف أعلى للمواد، وعمليات تصنيع خاصة، ومتطلبات لعلاج السطح، مما يؤدي إلى ارتفاع التكلفة الإجمالية للتصنيع.
مميز |
القدرة |
مادة القاعدة (16px) | 5052، 6061، 7075، السماكة من 1.6 مم إلى 9 مم |
سمك النحاس | 1oz~12oz (35μm~420μm) |
سماكة طبقة العزل | 0.1 مم ~ 0.2 مم (Bergquist Thermal-Clad، Larid Tlam) |
عدد الطبقات | 1-8 طبقات |
أقل عرض خط | 4mil~5mil(0.1مم~0.127مم) |
الحد الأدنى لمسافة الخط | 4mil~5mil(0.1مم~0.127مم) |
الحد الأدنى لفتحة العدسة | 0.3mm~1.0mm |
الحجم الأقصى للوحة | 600 مم × 1170 مم |
التوصيل الحراري | 1.0~12.0 واط/م·ك |
معالجة السطح | HASL, OSP, ENIG |
تباعد قناع اللحام | ≥ 3mil (0.075mm) |
لون طبقة الت solder | أبيض، أخضر، أسود |
أوجه الطباعة | كما في الملف |
تباعد طبقات الطباعة الشاشية | ≥0.15 مم |
تعبئة المنتج النهائي | وسادة رغوية/فقاعات |
مع التطور المستمر للنظم الإلكترونية، فإن الدوائر المطبوعة المبنية على الألومنيوم تمتلك آفاقاً واسعة. إن الاتجاه الرئيسي الحالي للبحث والتطوير هو تحسين التوصيل الحراري للمواد العازلة، وبالتالي تحسين الكفاءة الإنتاجية وتقليل التكاليف. كما سيتم استخدام الركائز الألومنيومية في مجالات ناشئة مثل شبكات الجيل الخامس (5G)، والاتصالات، وإنترنت الأشياء، والطاقة المتجددة.
LHD هي شركة تركز منذ عام 2003 على تصنيع اللوحات الدوائرية المبنية على الألومنيوم، وتحرص دائماً على تقديم خدمات تلبي المعايير الدولية العالية.
اختر LHD كشريك لك في مجال اللوحات الدوائرية المبنية على الألومنيوم للأسباب التالية:
نقوم بتطبيق نظام صارم لإدارة الجودة في جميع مراحل الإنتاج. وقد حصلنا على شهادات UL و ISO9001:2015. نحن نولي اهتماماً للتفاصيل لضمان استقرار جودة الإنتاج وسلامة المنتجات، بحيث يستطيع كل عميل الحصول على منتج مثالي.
تتميز الألواح الأساسية المصنوعة من الألومنيوم المصنوعة في الصين بميزة سعرية. نحن نقدم للعملاء حلولاً منتجات فعالة من حيث التكلفة مع ضمان الجودة.
تقوم شركة LHD بإدارة منهجية لعملية الإنتاج. من شراء المواد الخام حتى تسليم المنتج للعميل، لدينا خطط طوارئ للتعامل مع حالات الطوارئ مثل نقص المواد وال breakdown في المعدات والتأخير في النقل، ويتم إجراء عمليات تدقيق دورية لضمان موثوقية المخزون والتسليم.
وبفضل خبرتنا التي تزيد عن 20 عاماً في تصنيع دوائر الألمنيوم المطبوعة (PCB)، فقد حظينا بثقة أكثر من 1000 عميل من أنحاء العالم، وتُعد جودة منتجاتنا ومعايير خدمتنا معروفة جيداً في القطاع الصناعي.