Hliníkový plošný spoj je plošný spoj vyrobený z hliníku, známý jako vývrtkový plošný spoj (MCPCB), který hraje důležitou roli v rodině plošných spojů.
Na povrch hliníkového plošného spoje je obvykle nalepena tenká vrstva tepelně vodivého a elektricky izolujícího materiálu, díky čemuž má výraznou tepelnou a elektrickou vodivost.
Z tohoto důvodu se hliníkové plošné spoje široce používají v oblastech, které vyžadují generování tepla, jako je automobilová elektronika, výkonné LED osvětlení a jiná zařízení vydávající velké množství tepla.
Hliníkové desky plošných spojů se hlavně používají v průmyslu, kde je požadována tepelná vodivost. V závislosti na různých požadavcích lze obvykle vybrat ze tří níže uvedených typů hliníkových substrátů:
Jednostranný hliníkový substrát se skládá z vrstvy kovové hliníkové desky, která tvoří substrát, a na jedné straně desky je připojena vodivá měděná vrstva. Ačkoli je jednostranný hliníkový substrát jednoduchý na návrhu, široce se používá na trzích s vysokými nároky na odvod tepla, jako jsou LED osvětlení, automobilová elektronika, zdroje napájení apod.
Oboustranný hliníkový substrát obsahuje dva hliníkové substráty a obě strany jsou potaženy měděnou vrstvou. Ve srovnání s jednostranným hliníkovým substrátem má vyšší návrhovou flexibilitu a funkčnost. Součástky lze instalovat na obou stranách desky, čímž se splní požadavky na vyšší hustotu součástek a složitější návrh obvodů. Je vhodný pro aplikace vyžadující lepší tepelný výkon a elektrickou izolaci, jako jsou například měniče výkonu, pohony motorů apod.
Základna výhradní desky s kovovým jádrem je obvykle vyrobena z hliníku nebo slitiny mědi, která je vložena mezi izolační vrstvu a měděnou fólii. Ve srovnání s tradičními desky plošných spojů, jako je FR-4, mají výhradní desky s kovovým jádrem vynikající tepelnou vodivost a odvádění tepla. MCPCB se také nazývají hliníkové desky (Aluminum-clad PCB), které mají tři typy: jednovrstvé, dvouvrstvé a vícevrstvé.
Aby byla dosažena nejlepší tepelná vodivost, by měla se výroba hliníkových desek plošných spojů soustředit na následující klíčové kroky:
Nejprve je důležité vybrat vhodný materiál, což je první krok ke zdaru. Často používáme hliníkové slitiny 6061 a 5052, protože mají vynikající tepelnou vodivost.
Musíme najít materiál s vysokou tepelnou vodivostí a dobrými elektrickými izolačními vlastnostmi, například polyimid nebo epoxidové pryskyřice. Poté tyto materiály použijeme k navázání spojení s hliníkovým jádrem.
Během výrobního procesu by měla být tloušťka měděné vrstvy udržována v rozumném rozmezí, aby hotová deska měla dobré odvádění tepla a výkon a elektrické vlastnosti.
Vodivé spoje jsou vyráběny standardním procesem leptání plošných spojů.
Vysoká tepelná vodivost hliníku umožňuje rychle odvádět teplo z komponent vytvářejících teplo, čímž se snižuje riziko přehřátí a prodlužuje se životnost zařízení.
Kombinace hliníkového podkladu a měděného obvodu má výhody nízkého tepelného odporu a vysoké tepelné vodivosti, což je vhodné pro scénáře vysokovýkonového použití.
Ve zařízeních s přísnými požadavky na malou hmotnost a omezený prostor jsou hliníkové podklady často nejlepší volbou, protože jsou lehké a kompaktní.
V náročných prostředích jsou hliníkové podklady také nejlepší volbou. Protože hliníkové desky plošných spojů mají dobrou mechanickou pevnost a odolnost, mohou nadále fungovat i v náročných podmínkách.
Ve srovnání s kapalinovým chlazením a chladiči jsou hliníkové desky plošných spojů nákladově efektivnější při řešení tepelných požadavků, nabízejí vyšší řešení tepelného managementu a návrh plošných spojů je jednodušší a snadněji vyrábětelný.
Obvykle jsme schopni vyrábět pouze jednovrstvé a dvouvrstvé hliníkové substráty. Kvůli výrobním omezením jsou vícevrstvé hliníkové substráty obtížně vyráběné, a proto nejsou vhodné pro složité vícevrstvé návrhy.
Hliníkové materiály mají vysokou tuhost a nízkou měkkost, a nejsou tak pružné jako substráty z polyimidu nebo polyesteru. Proto nejsou vhodné pro aplikace vyžadující opakované ohyby.
Koeficient tepelné roztažnosti hliníkových substrátů je relativně vysoký, což se liší od některých komponent a pájecích materiálů. Nesoulad koeficientů tepelné roztažnosti může snadno vést k poškození pájených spojů nebo k odvrstvení, čímž se snižuje celková spolehlivost.
Ve srovnání s běžnými substráty vyžadují kovové vlastnosti hliníkových substrátů více času na zvážení během výroby a montáže, což zvyšuje složitost procesu a náklady.
Ačkoli hliníkové substráty mají významné výhody z hlediska tepelného managementu, mají oproti tradičním materiálům FR4 vyšší náklady na materiál, speciální výrobní procesy a požadavky na povrchovou úpravu, takže celkové výrobní náklady stoupají.
Funkce |
SCHOPNOST |
Materiál substrátu (16px) | 5052, 6061, 7075, tloušťka 1,6 mm až 9 mm |
Tloušťka mědi | 1 oz až 12 oz (35 μm až 420 μm) |
Tloušťka izolační vrstvy | 0,1mm~0,2mm (Bergquist Thermal-Clad, Larid Tlam) |
Počet vrstev | 1-8 vrstev |
Minimální šířka čáry | 4mil~5mil (0,1mm~0,127mm) |
Minimální vzdálenost vodičů | 4mil~5mil (0,1mm~0,127mm) |
Minimální clona | 0,3mm~1,0mm |
Maximální velikost panelu | 600mm×1170mm |
Tepelná vodivost | 1,0~12,0 W/m·K |
Povrchová úprava | HASL, OSP, ENIG |
Vzdálenost mezi pájecími maskami | ≥ 3mil (0.075mm) |
Barva laku pro pájení | Bílá, Zelená, Černá |
Strany potisku | Dle souboru |
Vzdálenost mezi vrstvami šítkového tisku | ≥0,15 mm |
Balení hotového produktu | Pěnová/bublinová podložka |
S průběžným vývojem elektronických systémů mají hliníkové desky plošných spojů široké uplatnění. Hlavním směrem současného výzkumu a vývoje je zlepšení tepelné vodivosti izolačních materiálů, čímž se zvyšuje efektivita výroby a snižují náklady. Hliníkové substráty budou rovněž využívány v nových oblastech, jako jsou 5G, telekomunikace, internet věcí a obnovitelné zdroje energie.
LHD je společnost, která se od roku 2003 zaměřuje na výrobu hliníkových desek plošných spojů a trvale poskytuje služby odpovídající vysokým mezinárodním standardům.
Zvolte LHD jako svého partnera pro hliníkové desky plošných spojů z následujících důvodů:
V rámci všech výrobních procesů implementujeme přísný systém řízení kvality. Získali jsme certifikace UL a ISO 9001:2015. Věnujeme pozornost detailům, abychom zajistili stabilitu výrobní kvality a bezpečnost produktů, takže každý zákazník může získat dokonalý produkt.
Hliníkové desky vyrobené v Číně mají výhodné ceny. Nabízíme zákazníkům cenově výhodná řešení produktů při zajištění kvality.
LHD systematicky řídí výrobní proces. Od nákupu surovin až po dodání zákazníkovi jsou k dispozici nouzové plány pro řešení mimořádných situací, jako jsou nedostatky materiálu, poruchy zařízení a zpoždění dopravy, a pravidelně se provádějí audity pro zajištění spolehlivosti zásob a dodávek.
Díky více než 20leté zkušenosti v oblasti výroby hliníkových desek PCB jsme získali důvěru více než 1 000 zákazníků po celém světě a naše kvalita produktů a servisní standardy jsou v oboru velmi známé a uznávané.