Aluminiowe PCB-Każda wyprodukowana kiedykolwiek płytka drukowana spełnia określone kryteria, według których powinna działać. W przypadku aluminiowych PCB musimy wiedzieć bardzo dużo. Posiada ona wiele różnic w stosunku do zwykłych płytek PCB. PCB zawiera laminat pokryty miedzią i rdzeń metalowy na bazie aluminium. Poza tym aluminium samo w sobie pełni rolę odpowiedniego metalowego podłoża i jest mniej kosztowne.
(zbliżenie na płytkę PCB IMS)
1. Co to są aluminiowe PCB?
Kiedy słyszysz nazwy Aluminum Clad, Aluminum base, Metal Clad Printed Circuit Board (MCPCB), Insulated Metal Substrate (IMS), termoprzewodzące PCB, itp., to wiedz, że dany typ PCB jest synonimem Aluminum PCB.
Już z nazwy można wywnioskować, że aluminiowe PCB zawierają aluminium jako jeden z materiałów. Rzeczywiście, te PCB mają metalowy rdzeń w materiale bazowym, z aluminium jest jednym z krytycznych elementów. Co więcej, istnieje obecność cienkiej warstwy materiału termicznego, dielektrycznego i elektrycznie izolującego.
Dlaczego warto używać aluminiowych płytek PCB?
Od czasu pojawienia się technologii aluminiowych płytek PCB w latach 70-tych, wiele branż i osób zwiększyło zapotrzebowanie na ich produkcję. Załóżmy, że planujesz używać aplikacji, które mają rozpraszanie ciepła i chcesz kontrolować temperatury. W takim przypadku, Aluminum PCB jest właściwym wyborem dla Ciebie.
Aluminium jest znane z przenoszenia ciepła z dala od istotnych komponentów na płycie. W ten sposób, PCB jest utrzymywane wolne od niebezpieczeństw związanych z uszkodzeniem ciepła. Ponadto, jest to bardzo trwałe i może służyć przez długi czas w porównaniu do innych materiałów, takich jak włókna szklanego.
（Technik naprawy pcb układ z lutownicą）
2. Podstawowa struktura aluminiowych PCB
IMS ma cztery znaczące warstwy, z których wszystkie odgrywają różne role i mają różne materiały.
Warstwa miedzi obwodowej
Warstwa ta składa się z folii z miedzi elektrolitycznej o masie od 1 do 10 uncji (oz). Podczas jej produkcji, projektant wytrawia materiał miedziany, aby utworzyć obwód drukowany. Jego zadaniem jest uchwycenie montażu i połączenie urządzeń w celu ułatwienia funkcjonalności. Jako IMS, warstwa podłoża przenosi większy prąd. Mimo to, nadal posiada podobną grubość i szerokość jak usztywnienie FR-4.
Warstwa izolacyjna/dielektryczna
Warstwa dielektryczna jest najbardziej znana z przewodzenia ciepła. Producenci szacują jej grubość na około 50µm do 200µm. Jej zadaniem jest izolowanie, łączenie i odprowadzanie ciepła z płyty podczas przepływu prądu.t
Podłoże metalowe
Bezdyskusyjnie warstwa ta definiuje IMS, całkowicie odróżniając go od innych PCB. Innymi słowy, warstwa izolacyjna składa się z metalowego rdzenia wykonanego z aluminiowego podłoża. Czynniki, które należy wziąć pod uwagę szukając niezawodnej płytki metalowej to opłacalność, mocny punkt, twardość, masa, współczynnik termiczny i co najważniejsze przewodność cieplna.
W związku z tym, płyta aluminiowa spełnia wszystkie powyższe kryteria. Jeszcze lepiej, można zwiększyć jej wydajność w zakresie przewodności lub właściwości mechanicznych poprzez dodanie innych listków - na przykład płyt z miedzi, żelaza i stali krzemowej.
Metalowa warstwa membrany bazowej
Membrana bazowa, wykonana z podłoża ze stopu aluminium, chroni warstwę podłoża aluminiowego przed niepotrzebnym wytrawianiem i skrobaniem. W zależności od stopnia nagrzania, powłoka może być niższa od 120 lub przy 250. Warstwa ta powszechnie ma grubość 1mm.
3. Jakie są rodzaje aluminiowych płytek PCB?
Chociaż wszystkie aluminiowe klady działają w ten sam sposób, tj. w odprowadzaniu ciepła, różne typy mają indywidualne cechy oparte na ich konstrukcji i strukturze. Poniżej przedstawiamy rodzaje aluminiowych płytek PCB, które powinieneś znać.
Aluminiowe PCB z otworami przelotowymi
Kiedy projektujemy przelotowe aluminiowe PCB, producent zasypuje i wstępnie nawierca pojedynczą warstwę aluminium, a następnie nakłada materiał laminatu. Po tym procesie będzie formacja rdzenia konstrukcji wielowarstwowych. Następnie laminują materiały termiczne na dwóch stronach płytki za pomocą materiałów termoprzylepnych. Ostatnim akcentem jest wiercenie na montażu.
Elastyczna aluminiowa płytka PCB
Elastyczna aluminiowa płytka PCB to niedawno wprowadzona na rynek płytka z żywicą poliimidową zintegrowaną z filtrami ceramicznymi przy zakupie.
Istotą tych dwóch materiałów jest zwiększenie izolacji, elastyczności (można skręcić lub złożyć PCB do dowolnego kształtu i zachować formę) i wydajności cieplnej. Co więcej, ich zastosowanie jest opłacalne, ponieważ nie trzeba będzie kupować złączek czy kabli. Wadą jest brak możliwości zmiany lub modyfikacji produktu końcowego po uzyskaniu określonego kształtu.
Wielowarstwowa aluminiowa płytka drukowana
Wielowarstwowe aluminiowe płytki drukowane posiadają wielowarstwowe dielektryki termoprzewodzące. Projekt stanowi jedną lub więcej warstw obwodu znajdującego się w dielektryku z ślepymi przelotkami reprezentującymi termiczne lub sygnałowe przelotki.
Zaletą stosowania wielowarstwowych płytek PCB IMS jest proste i sprawne rozwiązanie, jakie oferują w zakresie przewodzenia ciepła w złożonych produktach. W przeciwieństwie do tego, są one kosztowne i nie mogą łatwo zaangażować się w transfer ciepła w projektach jednowarstwowych. Ich zastosowanie jest często w produktach zasilających.
Aluminiowe PCB o wysokiej przewodności cieplnej
W tym typie PCB, warstwą izolacyjną jest materiał z żywicy epoksydowej. Żywica epoksydowa powinna mieć doskonałą przewodność cieplną.
Aluminiowe PCB wysokiej częstotliwości
W przypadku aluminiowej płytki PCB o wysokiej częstotliwości, warstwa izolacyjna jest wykonana z materiału poliolefinowego lub poliimidowego. Innym razem może to być tkane włókno szklane pomiędzy żywicą epoksydową. Celem tych materiałów jest poprawa elastyczności PCB.
4. Zalety i wady aluminiowych płytek PCB
Tak jak każda inna płytka PCB, te termoprzewodzące PCB mają swoje mocne i słabe strony. W przeciwieństwie do tradycyjnych PCB, IMS wypada korzystnie i lepiej, pomimo posiadania kilku minusów. Poniższa tabela podsumowuje kilka godnych uwagi punktów.
5. Jakie są aspekty wydajności aluminiowych PCB?
Rozpraszanie ciepła
Istnieją FR4 i CEM3, a następnie jest aluminiowe podłoże. Te pierwsze są znane jako słabe przewodniki wysokich temperatur termicznych. Wyższe temperatury mogą prowadzić do ogólnej awarii elementów elektrycznych w PCB, jeśli trzymasz się FR4 i CEM3.
Podłoże aluminiowe działa w celu ograniczenia szkód, które mogą być spowodowane przez rozpraszanie ciepła.
Wydajność rozszerzalności cieplnej
Musisz rozwiązać wyzwanie rozpraszania i rozwiązać problem rozszerzalności cieplnej i skurczu, zwłaszcza w problemie rozszerzania technologii montażu powierzchniowego (SMT). W związku z tym komponenty na płycie wykonane z różnych materiałów będą miały zwiększoną trwałość, a także pozostaną niezawodne przez dłuższy czas.
Stabilność wymiarowa
Płyta aluminiowa w PCB jest bardziej stabilna niż płyta izolacyjna Na przykład, jeśli obwód jest ogrzewany z 30° C do 140° C, wielkość płyty aluminiowej zmienia się w zakresie od 2,5% do 3,0
Inne zalecenia dotyczące wydajności
Oprócz trzech głównych aspektów wydajności laminatów PCB aluminiowych, PCB zastępuje kruche ceramiczne płyty, aby zapewnić lepszą ochronę Ponadto płyty fundamentowe zwiększają odporność cieplną i właściwości fizyczne płyty drukowanej, zmniejszając obciążenie pracą i koszty produkcji
6. Typowy obszar zastosowania aluminiowej płytki drukowanej
Płytki drukowane z aluminium są przeznaczone dla różnych urządzeń procesowych Obejmują one, ale nie ograniczają się do niej
Sprzęt dźwiękowy np. wzmacniacze wejściowe i wyjściowe oraz wzmacniacze mocy
Urządzenia zasilające, takie jak konwerter DV/AC i regulator przełącznika
Elektroniczne przygotowanie komunikacji
Moduły zasilania, takie jak mostki, przekaźniki półprzewodnikowe, konwertery i zasilacze
Automatyzacja biura — przygotowanie
/ Zbliżenie płyty głównej
7. Problemy i rozwiązania dotyczące produkcji płytek drukowanych z aluminium
Wytrawianie miedzi
W idealnym przypadku miedziana folia, którą używasz w warstwie obwodu, powinna być gruba Wyższy standard, więcej niż 3oz, zmusi cię do kompensacji wymagań dotyczących szerokości wytrawiania Jeśli nie zrobisz tego, szerokość nie będzie tolerowana przez wytrawianie Dlatego trzeba dokładnie kontrolować czynniki wytrawiania. Kompensacja jest głównym czynnikiem
Drukowanie spoiny oporowej
Gruba folia miedziana w takiej konstrukcji PCB może utrudniać drukowanie spawane w aluminiowych płytach drukowanych Innymi słowy, gruba warstwowa miedź prowadzi do znacznej różnicy między wytrawionym obrazem a płytą fundamentową Więc drukowanie stało się trudne
Szybkim sposobem na rozwiązanie tego problemu jest użycie wysokiej jakości hamulców Alternatywnie można wypełnić żywicę przed wypełnieniem membrany blokującej spoinę
który jest zbudowany przez maszynę
Wytwarzanie systemu IMS obejmuje otwory mechaniczne, modelowanie i szkicowanie w kształcie litery V, które są środkiem wewnętrznej ścieżki lub otworu Aby rozwiązać ten problem, należy użyć frezowania elektrycznego i profesjonalnego frezowania do produkcji małych ilości produktów Ponadto należy dostosować parametry otworu, aby zatrzymać wytwarzanie włosów
8. Jak przechowywać PCB aluminium
Wadą MCPCBs jest absorbowanie wilgoci, żółtość lub ciemność Jeśli używasz opakowań próżniowych, możesz rozważyć to w ciągu 48 lat od otwarcia Jeśli używasz go przez długi czas, upewnij się, że jest on przechowywany w ciemnym i niewilgotnym środowisku
(aluminiowa płyta drukowana na diodzie LED
Podsumowując liczbę osób
Ogólnie rzecz biorąc, płytki drukowane aluminium są dobrze chłodzone, a płyty drukowane są wykorzystywane do montażu powierzchni, a płyty ceramiczne są zastępowane aluminiowymi płytami, co zmniejsza wydajność
Innymi słowy, chcielibyśmy, żebyście skupili się na naszych usługach Oferujemy usługi produkcji płytek drukowanych aluminium Jeśli masz pytania dotyczące PCB lub potrzebujesz więcej wiedzy, skontaktuj się z nami Z przyjemnością będziemy służyć