EN
لوحة الدوائر المطبوعة المصنوعة من الألمنيوم
لوحات دوائر مطبوعة عالية الأداء من الألومنيوم للقطاعات الطبية والصناعية والسيارات والإلكترونيات الاستهلاكية — متخصصة في إدارة الحرارة للتطبيقات عالية
الطاقة (مصابيح LED ، مصادر الطاقة ، الإلكترونيات السيارات). تبديد الحرارة الممتاز، رصيف الألومنيوم خفيف الوزن، التآكل
المقاومة، والقيادة الموثوقة المزدوجة مع 24 ساعة نموذجية، تسليم سريع، دعم DFM واختبار AOI. متينة وفعالة من الناحية الحرارية
فعالة من حيث التكلفة بالنسبة للأجهزة ذات الكثافة الكثيفة.
✅ تبديد حراري استثنائي
✅ تحسين التصميم من أجل التصنيع والتحقق من الجودة
✅ تركيز على إلكترونيات الإضاءة/السيارات/الطاقة
الوصف
لوحة الدوائر المطبوعة المصنوعة من الألمنيوم هي نوع خاص من لوحات الدوائر المطبوعة تتكون من قاعدة ألومنيوم وطبقة عازلة وورق نحاسي. تكمن ميزتها الأساسية في التبريد الفعّال (بموصلية حرارية تفوق بكثير تلك الخاصة بالـFR-4 التقليدي)، وهي تتميز أيضًا بقوة ميكانيكية عالية، وحماية كهرومغناطيسية جيدة، وحماية للبيئة وتوفير للطاقة. وهي مناسبة للتطبيقات عالية القدرة مثل إضاءة الـLED والإلكترونيات الكهربائية. ويمكن لشركة Kingfield توفير خدمات التصميم حسب الطلب، وتصنيع النماذج الأولية والإنتاج الضخم، ودعم خيارات متعددة من الموصلية الحرارية والامتثال لمعايير IPC.
لوحة دوائر مطبوعة بقلب ألمونيوم ، والمعروفة أيضًا باسم لوحة الدوائر المعدنية الأساسية أو لوحة الدوائر ذات القاعدة الألومنيومية، هي عبارة عن لوحة دوائر إلكترونية ذات ركيزة ألومنيوم. على عكس لوحات الألياف الزجاجية FR4 التقليدية، فإن هذه المادة القائمة على الألومنيوم تتمتع بموصلية حرارية جيدة ويمكنها نقل الحرارة بشكل فعال بعيدًا عن المكونات الأساسية، مما يحسن استقرار ومتانة لوحة الدوائر في البيئات عالية القدرة وعالية الحرارة. وتُستخدم لوحات الألومنيوم على نطاق واسع في المجالات التي تتطلب إدارة حرارية متقدمة مثل إضاءة LED، ووحدات الطاقة، والإلكترونيات الخاصة بالسيارات. تُستخدم الألواح ذات القاعدة الألومنيومية على نطاق واسع في المجالات التي تتطلب إدارة حرارية متقدمة مثل إضاءة LED، ووحدات الطاقة، والإلكترونيات الخاصة بالسيارات.
لماذا يُستخدم الألومنيوم في لوحات الدوائر؟
يُستخدم الألومنيوم في لوحات الدوائر أساسًا لموصلته الحرارية المتفوقة — التي تفوق بكثير الركائز التقليدية FR-4 — مما يتيح تبديدًا فعالًا للحرارة الناتجة عن المكونات عالية القدرة، ويقلل من مخاطر ارتفاع درجة الحرارة ويُطيل عمر عمر المنتج. بالإضافة إلى ذلك، فهو يوفر قوة ميكانيكية عالية، وحجبًا طبيعيًا للتداخل الكهرومغناطيسي (EMI) لاستقرار نقل الإشارة، وصديقة للبيئة. تجعل هذه الخصائص منه خيارًا مثاليًا للتطبيقات عالية القدرة وعالية الحرارة تطبيقات مثل الإضاءة LED، والإلكترونيات السيارات، ومحولات الطاقة. تستفيد Kingfield من هذه المزايا لتوفير حلول مخصصة لألواح Al-PCB، دعماً لمتطلبات التوصيل الحراري المختلفة والامتثال لمواصفات IPC المعايير.
أنواع لوحات الدوائر المطبوعة من الألومنيوم
1. التصنيف حسب مادة طبقة العزل
لوحات الدوائر المطبوعة الألومنيوم FR-4
طبقة العزل: مادة راتنج الإيبوكسي FR-4
المميزات: تكلفة منخفضة، وتوصيل حراري متوسط (1.0-2.0 واط/(م·ك))
التطبيقات: سيناريوهات متوسطة إلى منخفضة القدرة (مثل إضاءة LED العامة، ووحدات الطاقة الصغيرة)
لوحة دوائر ألومنيوم بوليمايد (PI)
طبقة العزل: بولياميد
المميزات: مقاومة عالية لدرجة الحرارة (-200℃~260℃)، وتوصيل حراري ممتاز (2.0-4.0 واط/(م·ك))
التطبيقات: سيناريوهات عالية الحرارة وعالية القدرة (مثل الإلكترونيات السيارات، والأجهزة الصناعية للطاقة)
معجون حراري موصل لوحة ألومنيوم PCB
طبقة العزل: سيليكون عالي التوصيلية الحرارية
المميزات: توصيلية حرارية عالية (3.0-6.0 واط/(م·ك))، كفاءة ممتازة في تبديد الحرارة
التطبيقات: مصابيح LED عالية القدرة، وأجهزة العاكس، وغيرها من المعدات ذات الكثافة الحرارية العالية
2. مصنّف حسب التوصيلية الحرارية
| النوع | نطاق التوصيلية الحرارية | التطبيقات | |||
| انخفاض التوصيل الحراري | 1.0-2.0 واط/(م·ك) | إضاءة LED العامة، وحدات إلكترونيات استهلاكية منخفضة القدرة | |||
| توصيلية حرارية متوسطة | 2.0-4.0 واط/(م·ك) | الإلكترونيات السيارات، مصادر طاقة متوسطة القوة، وحدات تحكم صناعية | |||
| الconductivity الحراري العالي | 4.0-6.0 واط/(م·ك) | مصابيح الشوارع LED عالية القوة، محولات التردد، مضخمات الطاقة |
3. المصنفة حسب البنية
لوحة دوائر ألومنيوم أحادية الوجه
الهيكل: طبقة رقائق نحاس واحدة + طبقة عزل + قاعدة ألمنيوم
المميزات: بنية بسيطة، تكلفة منخفضة
التطبيقات: دوائر بسيطة
لوحة دوائر ألومنيوم مزدوجة الأوجه
الهيكل: طبقتا رقائق نحاس + طبقة عزل + قاعدة ألمنيوم
المميزات: تدعم تخطيطات الدوائر المعقدة، وتوزيع حرارة متساوٍ
التطبيقات: مُزوّدات طاقة متوسطة القوة، وحدات قيادة LED للسيارات
لوحة دوائر مطبوعة ألومنيوم متعددة الطبقات
الهيكل: ألياف نحاسية متعددة الطبقات + طبقة عازلة + ركيزة ألمنيوم
المميزات: تكامل عالٍ، يدعم توصيلات كثيفة
التطبيقات: إلكترونيات سيارات عالية المستوى، معدات تحكم صناعية ذات قدرة عالية
العوامل الرئيسية
العوامل الرئيسية في تصنيع اللوحات الدوائر المطبوعة القائمة على الألمنيوم
| العوامل الرئيسية | المتطلب الأساسي | النقاط الرئيسية لتكيف الصناعة | |||
| اختيار المادة الأساسية |
- أنواع ركائز الألمنيوم: ركائز ألمنيوم شائعة (FR-4 + قلب ألمينيوم)، ركائز ألمنيوم ذات توصيل حراري عالي (راتنج معبأ بالسيراميك + قلب ألمينيوم) التوصيل الحراري: 1.0-10.0 واط/(متر · كلفن) (مطابق حسب الحاجة) - سماكة طبقة العزل: 0.1-0.3 مم (موازنة بين التوصيل الحراري والعزل) |
التحكم في السيارات/الصناعي: توصيل حراري عالي (≥ 2.0 واط/(م·كلفن))، مقاومة درجات الحرارة من -40 إلى 125℃؛ الطبي: توافق حيوي + انبعاثات كهرومغناطيسية منخفضة | |||
| عملية طبقة العزل الحراري |
- طرق الربط: الربط بالضغط الساخن (تقليدي)، الربط بالفراغ (عالي الدقة) - المواد: راتنج الإيبوكسي (منخفض التكلفة)، البولي إيميد (مقاوم للحرارة العالية)، السيراميك (توصيل حراري فائق) |
المعدات الطبية: خالية من الهالوجين، وانخفاض التطاير؛ الإلكترونيات الاستهلاكية: تقليل السماكة (≤0.15مم) | |||
| دقة تصنيع الخطوط |
- عرض الخط/المسافة بين الخطوط: أدنى حد 0.1 مم/0.1 مم (قياسي)، 0.075 مم/0.075 مم (عالي الدقة) - سماكة رقعة النحاس: 1-3 أوقية (مناسبة لمتطلبات التيار) |
التحكم في السيارات/الصناعي: دوائر تيار عالي (رقعة نحاس 2-3 أوقية)؛ الإلكترونيات الاستهلاكية: توصيلات كثيفة (عرض خط دقيق) | |||
| تصميم هيكل تبديد الحرارة |
- سماكة قاعدة الألومنيوم: 1.0-3.0 مم (تحسين تبديد الحرارة) - تصميم الفيا: فيا موصلة حراريًا (مملوءة بلصق موصل)، نافذة تبديد الحرارة |
لوحة جهاز الطاقة الإلكترونية (PCBA): تباعد الفيا الحرارية ≤5 مم؛ المعدات الخارجية: تأريض قائم على الألومنيوم لحماية الاندفاع | |||
| التوافق مع اللحام والتركيب |
- معالجة السطح: رش القصدير (تقليدي)، طلاء الذهب (عالي الدقة)، OSP (صديق للبيئة) - قابلية اللحام: 260℃/10 ثانية (ثلاثة أفران إعادة ذوبان) |
اللوحات الإلكترونية في التطبيقات الطبية: لحام خالٍ من الرصاص (مطابق لمواصفة RoHS) المواصفة الخاصة بالسيارات: لا تشوه بعد اللحام عالي الحرارة (استواء ≤0.1 مم/م) |
|||
| مقياس اختبار الموثوقية |
- الأداء الكهربائي: مقاومة العزل ≥10¹⁰ أوم، جهد التفريغ ≥2 كيلو فولت - اختبارات بيئية: دورة درجات الحرارة العالية والمنخفضة (-40 إلى 125℃)، الشيخوخة بالرطوبة والحرارة (85% رطوبة نسبية/85℃) - اختبار ميكانيكي: قوة الانحناء ≥50MPa |
درجة السيارات: شهادة AEC-Q200؛ الدرجة الطبية: متوافقة مع ISO 13485؛ التحكم الصناعي: توافق مع حماية IP67 |
المزايا الأساسية للوحات الدوائر المطبوعة من الألومنيوم
| فئة مميزة | القيمة الأساسية | مطابقة سيناريو تطبيق الصناعة | |||
| موصلية حرارية فائقة عالية |
· معامل التوصيل الحراري من 1.0 إلى 10.0 واط/(متر·كلفن)، أعلى بكثير من FR-4 (0.3–0.5 واط/(متر·كلفن)) · يبدد بسرعة حرارة الأجهزة الكهربائية ويقلل درجة حرارة الشريحة بمقدار 20-50℃ |
وحدات طاقة صنف سيارات، عاكسات صناعية عالية القدرة، ووحدات طاقة المعدات الطبية (لتجنب تدهور الأداء الناتج عن درجات الحرارة العالية) | |||
| استقرار ممتاز في تبديد الحرارة |
· تمتلك المواد الأساسية القائمة على الألومنيوم سعة حرارية كبيرة وتوزيعًا موحدًا للحرارة (الفرق في درجة الحرارة ≤5℃). · لا يوجد ظاهرة التجمع الحراري، مما يطيل عمر لوحة الدوائر المطبوعة (PCBA) بنسبة تزيد عن 30٪. |
معدات تحكم صناعية خارجية، ومصابيح LED للمركبات من الفئة automotive-grade، ورؤوس شحن سريع للأجهزة الاستهلاكية (بدون أعطال أثناء التشغيل عالي الحمل لفترات طويلة) | |||
| المقاومة الميكانيكية ومقاومة التواء |
· تتميز قاعدة الألومنيوم بصلابة عالية، ومقاومتها للصدمات/الاهتزازات أفضل من FR-4 · استواء السطح بعد اللحام عند درجات الحرارة العالية هو ≤0.1مم/م (أفضل بكثير من 0.3مم/م الخاص بـ FR-4). |
لوحات دوائر مطبوعة (PCBA) للسيارات من الفئة automotive-grade (مصممة لتتحمل اهتزازات القيادة)، ومكونات دقيقة لمعدات طبية (لتجنب تشويش الإشارة الناتج عن فراغات التركيب) | |||
| الحماية البيئية والالتزام |
· مادة القلب من الألومنيوم قابلة لإعادة التدوير وتتوافق مع معايير RoHS/REACH · يمكن اختيار طبقة عازلة خالية من الهالوجين، ذات تطاير منخفض وانبعاثات كهرومغناطيسية (EMI) منخفضة |
لوحة دوائر مطبوعة طبية (متوافقة مع ISO 13485)، منتجات تصدير للأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية (تفي بمتطلبات الحماية البيئية في أوروبا وأمريكا) | |||
| مزايا التصميم المتكامل |
· يمكنها استبدال تركيبة "ركيزة FR-4 + مشتت حراري"، مما يقلل عملية تجميع اللوحة الدوائر المطبوعة بنسبة 30٪ · تدعم تصميمًا متكاملًا لتوصيلات كثيفة ونوافذ تبديد حراري |
منتجات إلكترونيات استهلاكية رفيعة (مثل صناديق شحن سماعات الأذن TWS)، وحدات تحكم صناعية مدمجة (توفر مساحة التركيب) | |||
| المعتمد والمثالي |
· نطاق درجة حرارة التشغيل: من -40 إلى 125 درجة مئوية (قابلية تكيف عالية مع درجات الحرارة الواسعة) · مقاومة العزل ≥10¹⁰ أوم، وفولطية الانهيار ≥2 كيلوفولت، ولديها قدرة قوية على مقاومة الصواعق الكهربائية |
منتجات حاصلة على شهادة AEC-Q200 للجودة المستخدمة في السيارات، ومعدات تحكم صناعية للبيئات القاسية (أداء مستقر في ظروف الحرارة المرتفعة والمنخفضة/الرطوبة العالية) |
قدرات التصنيع (الشكل)
| قدرة تصنيع لوحة الدوائر المطبوعة | |||||
| عنصر | القدرة الإنتاجية | أقل مسافة بين S/M والوسادة، إلى SMT | 0.075مم/0.1مم | تجانس النحاس المطلي | z90% |
| عدد الطبقات | 1~6 | الحد الأدنى للمساحة المطلوبة للفواصل / إلى SMT | 0.2 مم/0.2 مم | دقة النمط بالنسبة للنمط | ±3mil (±0.075 مم) |
| حجم الإنتاج (الحد الأدنى والحد الأقصى) | 250 مم × 40 مم / 710 مم × 250 مم | سماكة المعالجة السطحية للنيكل/الذهب/القصدير/OSP | 1~6 ميكرومتر / 0.05~0.76 ميكرومتر / 4~20 ميكرومتر / 1 ميكرومتر | دقة النمط بالنسبة للثقب | ±4mil (±0.1 مم) |
| سماكة النحاس في الطبقة | 113 ~ 10z | أصغر حجم لوح اختبار E- | 8 × 8 ميل | الحد الأدنى للعرض/المسافة للخط | 0.045 /0.045 |
| سماكة لوحة المنتج | 0.036~2.5 مم | الحد الأدنى للمسافة بين وسادات الاختبار | 8 ميل | التسامح في النقش | +20% 0.02 مم) |
| دقة القص التلقائي | 0.1 مم | التسامح الأدنى للأبعاد للشكل الخارجي (من الحافة الخارجية إلى الدائرة) | ±0.1mm | التسامح في محاذاة الطبقة الواقية | ±6mil (±0.1 مم) |
| حجم الثقب (الأدنى/الأقصى/تسامح حجم الثقب) | 0.075 مم/6.5 مم/±0.025 مم | التسامح الأدنى للأبعاد للشكل الخارجي | ±0.1mm | التسامح في اللصق الزائد عند ضغط الطبقة الواقية | 0.1 مم |
| النسبة المئوية الدنيا لطول وعرض فتحة CNC | 2:01:00 | نصف قطر الزاوية الدائرية الدنيا للشكل الخارجي (الزاوية المستديرة الداخلية) | 0.2mm | تسامح المحاذاة لمادة التغطية الصلبة الحرارية ومواد التغطية الصلبة العلاجية بالأشعة فوق البنفسجية | ±0.3mm |
| أقصى نسبة أبعاد (السمك/قطر الثقب) | 8:01 | أدنى مسافة بين إصبع الذهب والشكل الخارجي | 0.075ملم | أدنى جسر لطبقة التغطية الصلبة (S/M) | 0.1 مم |
أسئلة شائعة حول طبقة التصفيح في لوحة الدوائر المطبوعة من الألومنيوم
س1. ما الفروقات بين هيكل طبقات لوحة الألومنيوم PCB وهيكل اللوحة المعيارية القياسية؟
تستخدم بنية تراص لوحة الدوائر المطبوعة القائمة على الألومنيوم قلبًا من الألومنيوم، وبالنسبة للوحة الدوائر التقليدية FR4، فإنها تمتلك توصيل حراري متفوق. مما يجعلها خيارًا مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب تبديد حرارة فعال.
س2. هل يمكن للوحة الدوائر متعددة الطبقات من الألومنيوم الحفاظ على سلامة إشارة عالية؟
ج: الجواب نعم، بشرط أن يكون التصميم مناسبًا. وعلى الرغم من أن طبقة الألومنيوم قد تؤثر على انتشار الإشارة، إلا أن التخطيط المعقول لبنية التراص واختيار المواد وتقنيات التخطيط يمكن أن يضمن سلامة إشارة عالية في التصاميم متعددة الطبقات.
س3. كيف تؤثر سماكة قلب الألومنيوم على أداء لوحة الدوائر المطبوعة؟
ج: عادةً ما تزيد السماكة الأكبر لقلب الألومنيوم من كفاءة تبديد الحرارة بفضل أداء أفضل في التبريد. ولكنها أيضًا تزيد الوزن وقد ترفع من تعقيد التصنيع، وبالتالي يجب موازنة السماكة مع المتطلبات التصميمية الأخرى.
س4. هل هيكل تراص لوحة الدوائر الألومنيوم مناسب لجميع أنواع التصاميم الإلكترونية؟
ج: على الرغم من أن هياكل تراص لوحات الدوائر المطبوعة الألومنيوم تعمل بشكل جيد في التطبيقات التي تتطلب طاقة عالية وتفريغ حراري عالٍ، إلا أن ليس جميع التصاميم بحاجة إليها أو يمكنها اعتمادها من الناحية الاقتصادية. فهي تمتلك مزاياها الكبرى في السيناريوهات التي تكون فيها إدارة التفريغ الحراري ذات أهمية بالغة.
س5. كيف يتم حل فرق التمدد الحراري في هيكل التراص للوحات الدوائر المطبوعة الألومنيوم؟
ج: يمكن أن يساعد الاختيار الدقيق للمواد، وسمك الطبقة المناسب، واستخدام ذكي للثقوب الانتقالية (Vias) في التحكم في فروق التمدد الحراري. كما تدمج بعض التصاميم هياكل لتخفيف الإجهاد لتقليل تأثير دورات التغير الحراري.
