PCB din aluminiu

Ce este o placă de circuit cu aluminiu?

Placa PCB cu Aluminiu este o placă realizată din aluminiu, cunoscută sub denumirea de Placă de Circuite Imprimate cu Nucleu Metalic (MCPCB), care joacă un rol important în familia placilor de circuite.

Un strat subțire de material termoconductor și izolator electric este lipit, de regulă, pe suprafața plăcii de circuit cu aluminiu, astfel încât aceasta posedă o conductibilitate termică și electrică semnificativă.

Din acest motiv, plăcile PCB cu aluminiu sunt utilizate pe scară largă în domenii care necesită generare de căldură, cum ar fi echipamentele electronice pentru automobile, iluminatul LED de mare putere și alte dispozitive care generează multă căldură.

Tipuri comune de plăci de bază cu aluminiu

Plăcile de circuit pe bază de aluminiu sunt utilizate în principal în industrii care necesită conductibilitate termică. În funcție de cerințele diferite, se pot selecta în general următoarele trei tipuri de substraturi de aluminiu:

1. Placă de circuit cu aluminiu monociclu

Un substrat din aluminiu monolateral este compus dintr-un strat de placă de aluminiu metalic ca suport și un strat de cupru conductor lipit pe o parte a plăcii. Deși substratul din aluminiu monolateral are o construcție simplă, este utilizat pe scară largă în domenii cu cerințe ridicate privind disiparea căldurii, cum ar fi iluminatul LED, electronica auto, sursele de alimentare etc.

2. Placă de circuit pe bază de aluminiu dublă

Un substrat din aluminiu dublulateral conține două straturi de substrat pe bază de aluminiu, iar ambele părți sunt acoperite cu un strat de cupru. Comparativ cu un substrat din aluminiu monolateral, acesta oferă o flexibilitate și funcționalitate mai mare în proiectare. Componentele pot fi montate pe ambele părți ale plăcii pentru a satisface cerințele legate de o densitate mai mare de componente și o complexitate mai ridicată a circuitelor. Este potrivit pentru aplicații care necesită o performanță termică și o izolare electrică mai bune, cum ar fi convertoarele de putere, driver-ele de motor etc.

3. Placă de circuit cu miez metalic (MCPCB)

Baza PCB-urilor cu nucleu metalic este realizată de obicei din aluminiu sau aliaj de cupru, fiind înglobată între un strat izolator și o folie de cupru. Comparativ cu PCB-urile tradiționale, cum ar fi FR-4, PCB-urile cu nucleu metalic au o conductibilitate termică și capacitate de disipare a căldurii excelente. PCB-urile cu nucleu metalic sunt denumite și PCB-uri cu înveliș de aluminiu (Aluminum-clad PCB), care există în trei tipuri: monocouche, bicouche și multistrat.

Factori cheie în fabricarea PCB-urilor pe bază de aluminiu

Pentru a obține o conductibilitate termică optimă, fabricarea PCB-urilor pe bază de aluminiu trebuie să se concentreze asupra următorilor pași esențiali:

Alegerea materialului de aluminiu

Mai întâi, alegerea unui material potrivit este primul pas către succes. Utilizăm frecvent aliajele de aluminiu 6061 și 5052, deoarece acestea au o conductibilitate termică excelentă.

Lipirea stratului izolator

Trebuie să găsim un material cu conductibilitate termică ridicată și o bună performanță de izolare electrică, cum ar fi poliimida sau rășina epoxidică. Apoi, folosim aceste materiale pentru a le lipi de nucleul de aluminiu.

Păstrați o grosime corespunzătoare a cuprului

În timpul procesului de fabricație, grosimea stratului de cupru trebuie menținută într-un interval rezonabil, astfel încât placa finisată să aibă o bună disipare a căldurii și performanță electrică.

Corodare a liniilor conductoare

Linia conductoare este realizată prin proces standard de corodare PCB.

Avantajele PCB-urilor pe bază de aluminiu

Plăcile de circuit pe bază de aluminiu au următoarele avantaje:

Performanță excelentă de disipare a căldurii

Conductibilitatea termică ridicată a aluminiului poate elimina rapid căldura componentelor care generează căldură, reducând astfel riscul suprasolicitării termice și prelungind durata de viață a echipamentului.

Performanță electrică îmbunătățită

Combinarea suportului de aluminiu cu circuitul de cupru are avantajele unei rezistențe termice scăzute și a unei conductibilități termice ridicate, fiind potrivită pentru scenarii de aplicații cu putere mare.

Ușoară și compactă

În dispozitivele cu cerințe stricte privind greutatea redusă și spațiul mic, substraturile din aluminiu sunt adesea cea mai bună alegere, deoarece sunt ușoare și compacte.

Adaptabilitate puternică

În medii dure, substraturile din aluminiu sunt, de asemenea, cea mai bună alegere. Deoarece plăcile de circuit pe bază de aluminiu au o rezistență mecanică și durabilitate bună, acestea pot continua să funcționeze în medii dure.

Rata de costuri ridicată

Comparativ cu răcirea cu lichid și radiatoarele, plăcile de circuit pe bază de aluminiu sunt mai eficiente din punct de vedere al costurilor în rezolvarea nevoilor termice, oferă soluții superioare de gestionare termică, iar proiectarea PCB este mai simplă și mai ușor de realizat.

Factori cheie în fabricarea PCB-urilor pe bază de aluminiu

Deși PCB cu bază de aluminiu au multe avantaje, acestea au totuși unele dezavantaje:

Limită de straturi

De obicei, putem fabrica doar substraturi din aluminiu monocapa și bicapa. Din cauza limitărilor procesului de fabricație, substraturile din aluminiu multistrat sunt dificil de realizat, astfel că nu pot satisface cerințele unor designuri complexe multistrat.

Flexibilitate slabă

Materialele din aluminiu au rigiditate mare și sunt puțin moi, nefiind la fel de flexibile ca substraturile din poliimidă sau poliester. Prin urmare, nu sunt potrivite pentru aplicații care necesită îndoire repetată.

Coeficienți de dilatare termică necorespunzători

Coeficientul de dilatare termică al substraturilor din aluminiu este relativ ridicat, fiind diferit față de unele componente și materiale de lipire. Nepotrivirea coeficienților de dilatare termică ai celor două poate duce ușor la deteriorarea lipiturilor sau la desprinderea straturilor, afectând fiabilitatea generală.

Substraturile din aluminiu implică cerințe suplimentare de proces

Comparativ cu substraturile obișnuite, proprietățile metalice ale substraturilor din aluminiu necesită mai mult timp de analiză în timpul fabricației și asamblării, ceea ce va crește complexitatea și costul procesului.

Cost ridicat

Deși substraturile din aluminiu au avantaje semnificative în gestionarea termică, comparativ cu materialele tradiționale FR4, plăcile de circuit pe bază de aluminiu au costuri mai mari ale materialelor, procese speciale de fabricație și cerințe de tratament superficial, astfel că în total costurile de fabricație cresc.

Domii de aplicație ale PCB-urilor pe bază de aluminiu

• Iluminat LED: LED-urile generează o cantitate mare de căldură în timpul funcționării. PCB-urile pe bază de aluminiu au o funcție semnificativă de disipare a căldurii. Luminile LED care utilizează PCB-uri pe bază de aluminiu pot asigura performanța și durata de viață a LED-urilor.
  
• Echipamente de alimentare: Sursele de alimentare în comutație (SMPS) conțin componente precum tranzistori și diode, care eliberează o cantitate mare de căldură și necesită o disipare eficientă. PCB-urile pe bază de aluminiu pot satisface această cerință.
  
• Electronice auto: PCB-urile pe bază de aluminiu sunt utilizate în principal în unitățile de control ale motorului (ECU), controlere de motor, sisteme de gestionare a bateriilor și luminile LED.
  
• Electronica industrială: Utilizată în mod frecvent în controlere de motor, controlere logice programabile (PLC), sisteme de automatizare industrială, surse de alimentare industriale și alte echipamente.
  
• Echipamente de comunicație: Aplicată în modulele de comunicație cu temperaturi ridicate, cum ar fi antenele, routerele și switch-urile.
  
• Energie regenerabilă: Aplicată în invertoare solare, sisteme de gestionare a bateriilor, controlere pentru turbine eoliene etc.
  
• Electronica de consum: Aplicată în unele amplificatoare audio de înaltă performanță, console de jocuri și plăci grafice, utilizând plăci de circuit cu bază de aluminiu pentru gestionarea căldurii și asigurarea performanței.
  

Specificații PCB cu bază de aluminiu la LHD TECH

Odata cu dezvoltarea continua a sistemelor electronice, placile de circuit pe baza de aluminiu au perspective largi. Directia principala actuala a cercetarii si dezvoltarii este imbunatatirea conductibilitatii termice a materialelor izolante, ceea ce duce la cresterea eficientei fabricatiei si la reducerea costurilor. Substraturile din aluminiu vor fi utilizate si in domenii emergente, cum ar fi 5G, comunicatii, internetul lucrurilor si energia regenerabila.

LHD: furnizor de calitate din China pentru PCB-uri pe baza de aluminiu!

LHD este o companie care s-a concentrat pe fabricarea PCB-urilor pe baza de aluminiu inca din anul 2003 si a insistat mereu pe oferirea unor servicii care sa corespunda standardelor internationale inalte.

Alegeți LHD ca partener pentru PCB-uri pe bază de aluminiu din următoarele motive:

Asigurare strictă a calității

Implementăm un sistem strict de management al calității în toate procesele de producție. Am obținut certificarea UL și ISO9001:2015. Acordăm atenție detaliilor pentru a asigura stabilitatea calității producției și siguranța produselor, astfel încât fiecare client să primească un produs perfect.

Preț competitiv

Substraturile de aluminiu fabricate în China au un avantaj de preț. Oferim clienților soluții de produse eficiente din punct de vedere al costurilor, garantând calitatea.

Capacitate de livrare rapidă

LHD gestionează sistematic procesul de producție. De la aprovizionare cu materii prime până la livrarea către client, există planuri de urgență pentru a face față unor situații neprevăzute, cum ar fi lipsa materialelor, defecțuni ale echipamentelor sau întârzieri de transport, iar audituri regulate sunt efectuate pentru a asigura fiabilitatea stocului și livrării.

Experiență profesională bogată

Cu peste 20 de ani de experiență în producția de PCB-uri pe bază de aluminiu, am câștigat încrederea a peste 1.000 de clienți din întreaga lume, iar calitatea produselor și standardele de servicii sunt bine cunoscute în industrie.