Płytki aluminiowe

Czym jest płyta PCB aluminiowa?

Płyta PCB aluminiowa to płyta PCB wykonana z aluminium, znana również jako płyta obwodowa z rdzeniem metalowym (MCPCB), która odgrywa istotną rolę w rodzinie płyt obwodowych.

Na powierzchni płyty PCB aluminiowej przyklejona jest cienka warstwa materiału przewodzącego ciepło i izolującego prąd, dzięki czemu charakteryzuje się znaczną przewodnością termiczną i elektryczną.

Dlatego płyty PCB aluminiowe są szeroko stosowane w obszarach wymagających odprowadzania ciepła, takich jak elektronika samochodowa, oświetlenie LED o dużej mocy i inne urządzenia o wysokim wydzielaniu ciepła.

Typowe rodzaje płytek obwodowych na bazie aluminium

Płyty obwodowe na bazie aluminium są głównie stosowane w przemyśle wymagającym przewodzenia ciepła. W zależności od różnych wymagań, można ogólnie wybrać jeden z poniższych trzech typów podłoży aluminiowych:

1. Jednostronna płyta PCB na bazie aluminium

Pojedyncza płyta aluminiowa jednostronna składa się z warstwy metalowej płyty aluminiowej jako podłoża oraz warstwy miedzi przewodzącej przyklejonej do jednej strony płyty. Mimo prostoty konstrukcji płyty aluminiowe jednostronne są szeroko stosowane na rynkach wymagających wysokiej skuteczności odprowadzania ciepła, takich jak oświetlenie LED, elektronika samochodowa, zasilacze itp.

2. Dwustronna płyta obwodowa aluminiowa

Płyta aluminiowa dwustronna zawiera dwie warstwy podłoża aluminiowego, a obie strony pokryte są warstwą miedziową. W porównaniu z płytą aluminiową jednostronną oferuje większą elastyczność projektowania i funkcjonalność. Elementy mogą być montowane z obu stron płyty, co pozwala zaspokoić potrzeby związane z wyższą gęstością elementów oraz bardziej złożonymi projektami obwodów. Jest odpowiednia do zastosowań wymagających lepszych właściwości termicznych i izolacji elektrycznej, takich jak konwertery mocy, napędy silników itp.

3. Płyta obwodowa z rdzeniem metalowym (MCPCB)

Podstawa PCB z metalowym rdzeniem jest zazwyczaj wykonana z aluminium lub stopu miedzi, umieszczonego między warstwą izolacyjną a folią miedzianą. W porównaniu do tradycyjnych płytek PCB, takich jak FR-4, PCB z metalowym rdzeniem charakteryzują się doskonałą przewodnością cieplną i możliwościami odprowadzania ciepła. MCPCB nazywane są również PCB z pokrywą aluminiową (Aluminum-clad PCB) i dzielą się na trzy typy: jednowarstwowe, dwuwarstwowe i wielowarstwowe.

Główne czynniki w produkcji PCB z rdzeniem aluminiowym

Aby osiągnąć najlepszą przewodność cieplną, produkcja PCB z rdzeniem aluminiowym powinna skupiać się na następujących kluczowych etapach:

Wybór materiału aluminiowego

Po pierwsze, dobranie odpowiedniego materiału to pierwszy krok do sukcesu. Najczęściej stosujemy stopy aluminiowe 6061 i 5052, ponieważ posiadają one doskonałą przewodność cieplną.

Łączenie warstwy izolacyjnej

Musimy znaleźć materiał o silnej przewodności cieplnej i dobrej izolacyjności elektrycznej, taki jak poliimid lub żywica epoksydowa. Następnie należy wykorzystać te materiały do połączenia z rdzeniem aluminiowym.

Utrzymać odpowiednią grubość miedzi

W procesie produkcji grubość warstwy miedzi powinna być utrzymana w granicach rozsądnych, tak aby płyta końcowa miała dobre właściwości odprowadzania ciepła, działania oraz właściwości elektryczne.

Trawienie ścieżek przewodzących

Ścieżki przewodzące są wykonywane przy użyciu standardowego procesu trawienia płytek PCB.

Zalety płytek PCB z aluminium

Płytki obwodowe z podłożem aluminiowym mają następujące zalety:

Doskonała wydajność odprowadzania ciepła

Wysoka przewodność cieplna aluminium umożliwia szybkie odprowadzanie ciepła z elementów wydzielających ciepło, co zmniejsza ryzyko przegrzania i wydłuża czas eksploatacji urządzeń.

Poprawiona wydajność elektryczna

Połączenie podłoża aluminiowego z obwodem miedzianym ma zalety niskiej rezystancji cieplnej i wysokiej przewodności cieplnej, co czyni je odpowiednimi do zastosowań o dużej mocy.

Lekki i kompaktowy

W urządzeniach z surowymi wymaganiami dotyczącymi lekkiej konstrukcji i ograniczonej przestrzeni, podłoża aluminiowe są często najlepszym wyborem ze względu na swoją lekkość i kompaktowość.

Silna zdolność adaptacji

W trudnych warunkach środowiskowych podłoża aluminiowe są również najlepszym wyborem. Dzięki dobrym właściwościom mechanicznym i trwałości, PCB z podłożem aluminiowym mogą nadal działać w trudnych warunkach.

Wysoka efektywność kosztowa

W porównaniu do chłodzenia cieczą i radiatorów, PCB z podłożem aluminiowym są bardziej opłacalnym rozwiązaniem problemów termicznych, oferują wyższe rozwiązania zarządzania temperaturą, a projektowanie PCB jest prostsze i łatwiejsze do produkcji.

Główne czynniki w produkcji PCB z rdzeniem aluminiowym

Mimo że PCB z podłożem aluminiowym mają wiele zalet, nadal posiadają pewne wady:

Ograniczenie warstwy

Zazwyczaj potrafimy produkować jedynie podłoża aluminiowe jednowarstwowe i dwuwarstwowe. Z powodu ograniczeń procesu produkcyjnego, podłoża aluminiowe wielowarstwowe są trudne do wykonania, dlatego nie mogą spełnić wymagań złożonych projektów wielowarstwowych.

Zła elastyczność

Materiały aluminiowe mają dużą sztywność i niską miękkość, nie są tak elastyczne jak podłoża poliimidowe czy poliestrowe. Dlatego nie nadają się do zastosowań wymagających wielokrotnego zginania.

Niezgodne współczynniki rozszerzalności cieplnej

Współczynnik rozszerzalności cieplnej podłoży aluminiowych jest stosunkowo wysoki, co różni się od niektórych komponentów i materiałów lutowniczych. Niedopasowanie współczynników rozszerzalności cieplnej obu materiałów może łatwo prowadzić do uszkodzenia złączy lutowniczych lub odwarstwienia, wpływając na ogólną niezawodność.

Podłoża aluminiowe wymagają dodatkowych operacji technologicznych

W porównaniu z podłożami zwykłymi, metalowe właściwości podłoży aluminiowych wymagają więcej czasu na rozważenie w trakcie produkcji i montażu, co zwiększy złożoność procesu i koszt.

Wysoki koszt

Chociaż podłoża aluminiowe mają istotne zalety w zakresie zarządzania ciepłem, w porównaniu z tradycyjnymi materiałami FR4, płytki drukowane aluminiowe mają wyższy koszt materiału, specjalne procesy produkcyjne i wymagania dotyczące obróbki powierzchni, dlatego ogólny koszt produkcji wzrasta.

Zastosowanie płytek drukowanych aluminiowych

• Oświetlenie LED: Dioda LED wytwarza dużą ilość ciepła podczas pracy. Płytka drukowana aluminiowa charakteryzuje się znaczącą funkcją odprowadzania ciepła. Lampa LED z zastosowaniem płytki drukowanej aluminiowej może zagwarantować wydajność i żywotność diod LED.
  
• Urządzenia zasilające: Zasilacze impulsowe (SMPS) zawierają elementy takie jak tranzystory i diody, które wytwarzają dużą ilość ciepła i wymagają intensywnego chłodzenia. Płytka drukowana aluminiowa może spełnić ten warunek.
  
• Elektronika samochodowa: Płytka drukowana aluminiowa jest głównie stosowana w jednostkach sterujących silnika (ECU), kontrolerach silników, systemach zarządzania baterią oraz lampach LED.
  
• Elektronika przemysłowa: Szeroko stosowana w kontrolerach silników, programowalnych sterownikach logicznych PLC, systemach automatyzacji przemysłowej, przemysłowych zasilaczach i innych urządzeniach.
  
• Urządzenia telekomunikacyjne: Stosowana w modułach telekomunikacyjnych o wysokiej wydajności cieplnej, takich jak anteny, routery i przełączniki.
  
• Energia odnawialna: Stosowana w inwerterach słonecznych, systemach zarządzania baterią, kontrolerach turbin wiatrowych itp.
  
• Elektronika konsumencka: Stosowana w niektórych wzmacniaczach audio o wysokiej wydajności, konsolach do gier i kartach graficznych, wykorzystujących płytki drukowane aluminiowe do zarządzania temperaturą i zapewnienia wydajności.
  

Specyfikacja płytek aluminiowych w LHD TECH

Wraz z nieustannym rozwojem systemów elektronicznych, płytki obwodowe z podłożem aluminiowym mają szerokie perspektywy. Główne kierunki badań i rozwoju skupiają się na poprawie przewodnictwa cieplnego materiałów izolacyjnych, co ma na celu poprawę efektywności produkcji i obniżkę kosztów. Podłoża aluminiowe znajdą również zastosowanie w nowych dziedzinach, takich jak 5G, telekomunikacja, Internet Rzeczy czy odnawialne źródła energii.

LHD: wysokiej jakości dostawca płytek obwodowych z podłożem aluminiowym z Chin!

LHD to firma, która od 2003 roku specjalizuje się w produkcji płytek obwodowych z podłożem aluminiowym i zawsze dąży do świadczenia usług spełniających wysokie międzynarodowe standardy.

Wybierz LHD jako swojego partnera w zakresie płytek obwodowych z podłożem aluminiowym z następujących powodów:

Ścisłe zapewnienie jakości

Wdrażamy surowy system zarządzania jakością we wszystkich procesach produkcyjnych. Uzyskaliśmy certyfikaty UL oraz ISO 9001:2015. Zwracamy uwagę na szczegóły, aby zagwarantować stabilność jakości produkcji i bezpieczeństwo produktów, dzięki czemu każdy klient otrzymuje idealne wyroby.

Konkurencyjna cena

Podłoża aluminiowe wyprodukowane w Chinach mają przewagę cenową. Zapewniamy klientom opłacalne rozwiązania produktowe przy jednoczesnym gwarantowaniu jakości.

Możliwość szybkiej dostawy

LHD systematycznie zarządza procesem produkcji. Od zakupu surowców po dostawę do klienta, istnieją plany awaryjne pozwalające radzić sobie z sytuacjami takimi jak brak surowców, awarie urządzeń czy opóźnienia transportowe, a także regularne audyty mające na celu zapewnienie niezawodności zapasów i dostaw.

Bogate doświadczenie zawodowe

Dysponujemy ponad 20-letnim doświadczeniem w produkcji PCB z podłożem aluminiowym, zdobywając zaufanie ponad 1000 klientów na całym świecie. Jakość naszych produktów oraz standardy usług są powszechnie znane i cenione w branży.