La PCB in alluminio è una PCB realizzata in alluminio, conosciuta come scheda a circuito stampato con anima metallica (MCPCB), che svolge un ruolo importante all'interno della famiglia delle schede di circuito.
Uno strato sottile di materiale termicamente conduttivo e isolante elettricamente è generalmente incollato alla superficie della scheda PCB in alluminio, conferendole significative proprietà di conduzione termica ed elettrica.
Per questo motivo, le PCB in alluminio vengono ampiamente utilizzate in ambiti che richiedono dissipazione del calore, come l'elettronica automobilistica, l'illuminazione a LED ad alta potenza e altri dispositivi ad alto calore.
Le schede a circuito su base di alluminio sono principalmente utilizzate in settori che richiedono conducibilità termica. A seconda delle diverse esigenze, generalmente si possono scegliere i seguenti tre tipi di substrati in alluminio:
Un substrato in alluminio monolaterale è composto da uno strato di piastra di alluminio metallico come base e da uno strato di rame conduttivo applicato su un lato della scheda. Sebbene il substrato in alluminio monolaterale abbia una struttura semplice, è ampiamente utilizzato in mercati con elevate esigenze di dissipazione del calore, come l'illuminazione a LED, l'elettronica automobilistica, gli alimentatori, ecc.
Un substrato in alluminio doppia faccia contiene due strati di substrato in alluminio, con entrambi i lati ricoperti da uno strato di rame. Rispetto al substrato in alluminio monolaterale, offre una maggiore flessibilità progettuale e funzionalità. I componenti possono essere installati su entrambi i lati della scheda per soddisfare le esigenze di una maggiore densità di componenti e di una progettazione circuitale più complessa. È adatto per applicazioni che richiedono prestazioni termiche più elevate e isolamento elettrico, come convertitori di potenza, driver per motori, ecc.
La base dei PCB con nucleo metallico è generalmente realizzata in lega di alluminio o rame, incapsulata tra uno strato isolante e una lamina di rame. Rispetto ai PCB tradizionali come l'FR-4, i PCB con nucleo metallico presentano un'eccellente conducibilità termica e capacità di dissipazione del calore. I PCB con nucleo in metallo sono anche chiamati PCB con rivestimento in alluminio (Aluminum-clad PCB), e si distinguono in tre tipi: monolayer, doppio strato e multistrato.
Per ottenere la migliore conducibilità termica, la produzione di PCB su base di alluminio deve concentrarsi sui seguenti passaggi chiave:
Innanzitutto, selezionare un materiale adatto è il primo passo verso il successo. Utilizziamo frequentemente le leghe di alluminio 6061 e 5052 poiché presentano un'eccellente conducibilità termica.
Dobbiamo trovare un materiale con forte conducibilità termica e buone prestazioni di isolamento elettrico, come poliimide o resina epossidica. Successivamente, utilizzare questi materiali per unirli al nucleo di alluminio.
Durante il processo di produzione, lo spessore dello strato di rame dovrebbe essere mantenuto entro un intervallo ragionevole, in modo che la scheda finita abbia un buon dissipamento del calore e buone prestazioni elettriche.
La pista conduttiva è realizzata mediante un processo standard di incisione PCB.
L'elevata conducibilità termica dell'alluminio consente di dissipare rapidamente il calore generato dai componenti, riducendo il rischio di surriscaldamento e prolungando la durata dell'attrezzatura.
La combinazione di substrato in alluminio e circuito in rame presenta i vantaggi di bassa resistenza termica e alta conducibilità termica, adatto a scenari applicativi di alta potenza.
Nei dispositivi con rigidi requisiti di leggerezza e compattezza, i substrati in alluminio sono spesso la scelta migliore grazie al loro peso ridotto e dimensioni compatte.
In ambienti difficili, i substrati in alluminio sono anche la scelta migliore. Poiché le schede PCB con base in alluminio hanno una buona resistenza meccanica e durata, possono continuare a funzionare in ambienti difficili.
Rispetto al raffreddamento a liquido e ai dissipatori di calore, le schede PCB con base in alluminio sono più economiche per risolvere le esigenze termiche, offrono soluzioni di gestione termica più elevate e la progettazione PCB è più semplice e facile da produrre.
Normalmente possiamo produrre solo substrati in alluminio monolayer e substrati in alluminio doppio strato. A causa delle limitazioni del processo produttivo, è difficile realizzare substrati in alluminio multistrato, quindi non riescono a soddisfare le esigenze di progetti complessi multistrato.
I materiali in alluminio metallico hanno un'elevata rigidità e una bassa morbidezza e non sono flessibili come i substrati in poliimide o poliestere. Per questo motivo, non sono adatti per applicazioni che richiedono piegature ripetute.
Il coefficiente di espansione termica dei substrati in alluminio è relativamente elevato e differisce da alcuni componenti e materiali di saldatura. La mancata corrispondenza dei coefficienti di espansione termica dei due materiali può facilmente causare danni alle saldature o delaminazione, influenzando la affidabilità complessiva.
Rispetto ai substrati ordinari, le proprietà metalliche dei substrati in alluminio richiedono più tempo per essere valutate durante la produzione e l'assemblaggio, il che aumenta la complessità del processo e i costi.
Sebbene i substrati in alluminio offrano significativi vantaggi nella gestione termica, rispetto ai materiali tradizionali FR4, le PCB su base alluminio presentano costi di materiale più elevati, processi di produzione specializzati e requisiti specifici per il trattamento superficiale, quindi il costo complessivo di produzione aumenta.
Caratteristica |
Capacità |
Materiale del Substrato(16px) | 5052, 6061, 7075, spessore 1,6 mm~9 mm |
Spessore di rame | 1oz~12oz (35μm~420μm) |
Spessore dello Strato di Isolamento | 0,1 mm~0,2 mm (Bergquist Thermal-Clad, Larid Tlam) |
Numero di strati | 1-8 strati |
Larghezza minima della linea | 4 mil~5 mil (0,1 mm~0,127 mm) |
Distanza Minima tra Linee | 4 mil~5 mil (0,1 mm~0,127 mm) |
Apertura minima | 0.3mm~1.0mm |
Dimensione Massima Pannello | 600 mm×1170 mm |
Conduttività termica | 1,0~12,0 W/m·K |
Trattamento superficiale | HASL, OSP, ENIG |
Distanza maschera saldatura | ≥ 3mil (0,075mm) |
Colore della Solder Mask | Bianco, verde, nero |
Lati della Serigrafia | Come da file |
Distanza tra i Livelli di Serigrafia | ≥0,15 mm |
Imballaggio del prodotto finito | Pannello in schiuma/bolla |
Con lo sviluppo continuo dei sistemi elettronici, i PCB su base di alluminio hanno prospettive molto ampie. La direzione principale attuale della ricerca e dello sviluppo è migliorare la conducibilità termica dei materiali isolanti, al fine di migliorare l'efficienza produttiva e ridurre i costi. I substrati in alluminio saranno utilizzati anche in settori emergenti come 5G, telecomunicazioni, Internet delle cose e fonti di energia rinnovabile.
LHD è un'azienda che si dedica esclusivamente alla produzione di PCB su base di alluminio dal 2003, e ha sempre insistito nell'erogare servizi che soddisfano gli elevati standard internazionali.
Scegli LHD come tuo partner per PCB su base di alluminio per i seguenti motivi:
Attuiamo un rigoroso sistema di gestione della qualità in tutti i processi produttivi. Abbiamo ottenuto la certificazione UL e ISO9001:2015. Prestiamo attenzione ai dettagli per garantire la stabilità della qualità produttiva e la sicurezza dei prodotti, in modo che ogni cliente possa ricevere un prodotto perfetto.
I substrati in alluminio prodotti in Cina vantano vantaggi di prezzo. Forniamo ai clienti soluzioni produttive economiche senza compromettere la qualità.
LHD gestisce sistematicamente il processo produttivo. Dall'approvvigionamento delle materie prime alla consegna al cliente, sono previsti piani di emergenza per affrontare situazioni impreviste come carenze di materiali, guasti alle attrezzature e ritardi di trasporto, e vengono effettuati audit regolari per garantire affidabilità a livello di inventario e consegne.
Con oltre 20 anni di esperienza nella produzione di PCB su base alluminio, abbiamo guadagnato la fiducia di oltre 1.000 clienti in tutto il mondo, e la qualità dei nostri prodotti e gli standard del servizio sono ampiamente riconosciuti nel settore.