EN
Pcb d'alumini
PCB d'alumini d'alt rendiment per a aplicacions mèdiques, industrials, automotrius i electrònica de consum—especialitzats en gestió tèrmica per a aplicacions d'alta
potència (LEDs, subministraments d'energia, electrònica automotriu). Dissisió de calor superior, substrat d'alumini lleuger, corrosió
resistència, i conductivitat fiable emparejada amb prototips de 24h, lliurament ràpid, suport DFM i proves AOI. Duradora, eficient tèrmicament, i
costososos per a dispositius amb molta energia.
✅ Dissipació excepcional de la calor
✅ Optimització DFM i validació de qualitat
✅ Enfocament en LED/electrònica automotriu/electrònica de potència
Descripció
Què és un PCB d'alumini?
Pcb d'alumini és un tipus especial de PCB compost per un substrat d'alumini, una capa aïllant i una làmina de coure. La seva principal avantatja rau en la dissipació tèrmica eficient , i el té alta resistència mecànica, bon blindatge electromagnètic, protecció ambiental i estalvi d'energia. és adequat per a aplicacions d'alta potència com l'il·luminació LED i l'electrònica de potència. Kingfield pot oferir disseny personalitzat, serveis de prototipatge i producció en sèrie, suport per diverses opcions de conductivitat tèrmica i compliment amb els estàndards IPC.
PCB amb nucli d'alumini , també conegut com a PCB de nucli metàl·lic o PCB de nucli d'alumini, és una placa de circuit amb suport d'alumini. A diferència de les plaques tradicionals de fibra de vidre FR4, aquest material basat en alumini té una bona conductivitat tèrmica i pot conduir eficàciment la calor lluny dels components clau, millorant així l'estabilitat i la durabilitat de la placa de circuit en entorns d'alta potència i alta temperatura. Els PCB d'alumini s'utilitzen àmpliament en àmbits amb exigències elevades de gestió tèrmica, com l'il·luminació LED, els mòduls de potència i l'electrònica automotriu. gestió tèrmica com l'il·luminació LED, els mòduls de potència i l'electrònica automotriu.
Per què s'utilitza l'alumini en les plaques de circuit?
L'alumini s'utilitza en les plaques de circuit principalment per la seva excel·lent conductivitat tèrmica, molt superior a la dels suports tradicionals FR-4, la qual permet una dissipació eficient de la calor dels components d'alta potència, reduint els riscos de sobrecalentament i allargant vida útil del producte. A més, ofereix una gran resistència mecànica, un blindatge natural contra la interferència electromagnètica (EMI) per estabilitzar la transmissió del senyal i una elevada respecte al medi ambient. Aquestes propietats el fan ideal per a aplicacions d'alta potència i alt calor aplicacions com ara il·luminació LED, electrònica automotriu i fonts d'alimentació. Kingfield aprofita aquestes avantatges per oferir solucions personalitzades de PCB d'Al, donant suport a diversos requisits de conductivitat tèrmica i complint amb IPC estàndards.
Tipus de PCB d'alumini
1. Classificació segons el material de la capa d'aïllament
Placas de circuit imprès d'alumini FR-4
Capa d'isolament: Material de resina epoxi FR-4
Característiques: Baix cost, conductivitat tèrmica mitjana (1,0-2,0 W/(m·K))
Aplicacions: Escenaris de potència mitjana a baixa PCB d'alumini de poliimida (PI)
Capa d'isolament: Polímid
Característiques: Alta resistència a la temperatura (-200 ℃ ~ 260 ℃), excel·lent conductivitat tèrmica (2,0-4,0 W/(m·K))
Aplicacions: Escenaris d'alta temperatura i alta potència
Pasta tèrmica conductora amb PCB d'alumini
Capa d'isolament: Silicona de gran conductivitat tèrmica
Característiques: Alta conductivitat tèrmica (3,0-6,0 W/(m·K)), eficiència de dissipació de calor excepcional
Aplicacions: LEDs d'alta potència, inversors i altres equips amb alta densitat de flux tèrmic
2. Classificat segons la conductivitat tèrmica
| Tipus | Rang de conductivitat tèrmica | Aplicacions | |||
| Baixa conductivitat tèrmica | 1,0-2,0 W/(m·K) | Il·luminació LED general, mòduls electrònics de consum de baixa potència | |||
| Conductivitat tèrmica mitjana | 2,0-4,0 W/(m·K) | Electrònica automotriu, fonts d'alimentació de potència mitjana, mòduls de control industrial | |||
| Alta conductivitat tèrmica | 4,0-6,0 W/(m·K) | Llums LED de carrer d'alta potència, convertidors de freqüència, amplificadors de potència |
3. Classificats segons l'estructura
- PCB d'alumini d'un sol costat
Estructura: Capa única de fulles de coure + capa aïllant + suport d'alumini
Característiques: Estructura senzilla, cost baix
Aplicacions: Circuits senzills
- PCB d'alumini de doble cara
Estructura: Dues capes de fulles de coure + capa aïllant + suport d'alumini
Característiques: Suporta dissenys de circuits complexos, dissipació uniforme de la calor
Aplicacions: Alimentacions de mitjana potència, mòduls controladors LED per a vehicles
- PCB d'alumini multicapa
Estructura: Foli de coure multicapa + capa d'aïllament + suport d'alumini
Característiques: Alta integració, suporta cablejat d'alta densitat
Aplicacions: Electrònica automotriu d'alta gamma, equips industrials de control d'alta potència
Factors clau
Factors clau en la fabricació de circuits impresos basats en alumini
| Factors clau | Requisit Clau | Punts clau de l'adaptació industrial | |||
| Selecció del material base |
- Tipus de substrat d'alumini: Substrat d'alumini comú (FR-4 + nucli d'alumini), substrat d'alumini d'alta conductivitat tèrmica. Conductivitat tèrmica: 1,0-10,0 W/(m · K) (segons necessitats) - Espessor de la capa d'aïllament: 0,1-0,3 mm (equilibri entre conducció tèrmica i aïllament) |
Control automotriu/industrial: Alta conductivitat tèrmica (≥ 2,0 W/(m · K)), resistència a temperatures de -40 a 125 ℃; Mèdica: Biocompatibilitat + baixa EMI | |||
| Procés de capa d'aïllament tèrmic |
- Mètodes d'unió: Unió per premsa calenta (convencional), unió al buit (alta precisió) - Materials: Resina epòxica (baix cost), poliimida, ceràmica |
Equip mèdic: Lliure de halògens, baixa volatilitat; Electrònica de consum: Afinat (≤0,15 mm) | |||
| Precisió en la fabricació de línies |
- Amplada d'assaig / espai entre línies: mínim 0,1 mm / 0,1 mm (estàndard), 0,075 mm / 0,075 mm (alta precisió) - Espessor de la làmina de coure: 1-3 oz (adecuat per als requisits de corrent) |
Control automotriu/industrial: circuits d'alta corrent (2-3 oz de fulla de coure); Electrònica de consum: cablejat d'alta densitat (ample de línia fi) | |||
| Disseny de l'estructura de dissipació tèrmica |
- Espessor del substrat d'alumini: 1,0-3,0 mm (millor dissipació de calor) - Disseny de vies: via conductora tèrmica (omplerta amb adhesiu conductor), finestra de dissipació de calor |
PCBA per dispositius d'alimentació: espaiat de vies tèrmiques ≤5 mm; Equipament exterior: massa sobre substrat d'alumini per protecció contra sobretensions | |||
| Compatibilitat en soldadura i muntatge |
- Tractament superficial: pulverització d'estany (convencional), galvanitzat d'or (alta precisió), OSP (respectuós amb el medi ambient) - Soldabilitat: 260 ℃/10 s (tres forns de refluència) |
PCBA mèdica: soldadura sense plom (compliant amb RoHS) Especificació automotriu: sense deformació després de soldadura a alta temperatura (planor ≤0,1 mm/m) |
|||
| Norma de proves de fiabilitat |
- Prestacions elèctriques: resistència d'aïllament ≥10¹⁰Ω, tensió de ruptura ≥2kV - Proves ambientals: cicles d'alta i baixa temperatura (-40 a 125 ℃), envelliment per calor humida (85 % RH/85 ℃) - Prova mecànica: resistència a la flexió ≥50 MPa |
Grau automotriu: certificació AEC-Q200; Grau mèdic: conforme amb ISO 13485; Control industrial: compatible amb protecció IP67 |
Les principals avantatges dels circuits impresos d'alumini
| Categoria avantatjosa | valor Central | Ajust d'escenari d'aplicació industrial | |||
| Conductivitat tèrmica ultraelevada |
· coeficient de conductivitat tèrmica de 1,0-10,0 W/(m·K), molt superior al FR-4 de 0,3-0,5 W/(m·K) · Dissipa ràpidament la calor dels dispositius de potència i redueix la temperatura del xip en 20-50 ℃ |
Mòduls de potència per a automoció, invertidors industrials d'alta potència i unitats d'alimentació per a equips mèdics | |||
| Excel·lent estabilitat de dissipació de calor |
· Els materials nuclis basats en alumini tenen una gran capacitat tèrmica i una distribució uniforme de la temperatura (diferència de temperatura ≤5℃). · No hi ha fenomen d'acumulació tèrmica, cosa que allarga la vida útil de la PCBA en més del 30% |
Equips industrials per a l'exterior, llums LED per a vehicles de qualitat automotriu, capçals de càrrega ràpida per a electrònica de consum (sense fallades durant funcionament prolongat amb càrrega elevada) | |||
| Resistència mecànica i resistència a la deformació |
· El suport d'alumini té una gran rigidesa i una resistència a l'impacte/vibració superior a la de l'FR-4 · La planor després de la soldadura a alta temperatura és ≤0,1 mm/m (molt superior al 0,3 mm/m de l'FR-4). |
PCBA per a vehicles de qualitat automotriu (adaptat a les vibracions durant la conducció), components de precisió per a equips mèdics (evitant distorsions de senyal causades per espais d'assemblatge) | |||
| Protecció ambiental i compliment normatiu |
· El material nucli d'alumini és reciclable i compleix amb les normatives RoHS/REACH · La capa d'aïllament lliure de halògens és opcional, amb baixa volatilitat i baixa EMI |
PCBA de grau mèdic (compliant amb ISO 13485), productes d'exportació d'electrònica de consum (que compleixen els requisits de protecció ambiental a Europa i Amèrica) | |||
| Avantatges del disseny integrat |
· Pot substituir la combinació de "substrat FR-4 + dissipador de calor", reduint el procés d'assemblatge de PCBA en un 30% · Admet un disseny integrat de circuits d'alta densitat i finestres de dissipació de calor |
Productes electrònics de consum compactes, mòduls de control industrial compactes (estalvi d'espai d'instal·lació) | |||
| Fiabilitat i Estabilitat |
· Interval de temperatura de funcionament: -40 a 125℃ · La resistència d'aïllament és ≥10¹⁰ Ω, la tensió de ruptura és ≥2 kV, i té una forta resistència a sobretensions |
Productes certificats segons AEC-Q200 per a automoció, equips de control industrial per a ambients extrems |
Capacitats de fabricació
| Capacitat de fabricació de PCB | |||||
| article | Capacitat de producció | Espai mínim de S/M al pad, a SMT | 0.075mm/0.1mm | Homogeneïtat del Cu de platacions | z90% |
| Nombre de capes | 1~40 | Espai mínim per a llegenda per separat de SMT | 0.2mm/0.2mm | Precisió del patró respecte al patró | ±3mil(±0.075mm) |
| Mida de producció (mínima i màxima) | 250mmx40mm/710mmx250mm | Espessor del tractament superficial per a Ni/Au/Sn/OSP | 1~6um /0.05~0.76um /4~20um/ 1um | Precisió del patró respecte al forat | ±4mil (±0.1mm ) |
| Gruix de coure de la laminació | 1/3 ~ 10z | Mida mínima del pad E- testat | 8 X 8mil | Amplada mínima de línia / espai | 0.045 /0.045 |
| Gruix del tauler del producte | 0.036~2.5mm | Espai mínim entre pads testats | 8mil | Tolerància de gravat | +20% 0,02 mm) |
| Precisió del tall automàtic | 0.1mm | Tolerància mínima de la dimensió del contorn (marge exterior al circuit) | ±0.1mm | Tolerància d'alineació de la capa de protecció | ±6 mil (±0,1 mm) |
| Mida del forat (Min/Max/tolerància de la mida del forat) | 0,075 mm/6,5 mm/±0,025 mm | Tolerància mínima de la dimensió del contorn | ±0.1mm | Tolerància d'adhesiu excessiu per a la compressió C/L | 0.1mm |
| Percentatge mínim per a la longitud i amplada de la ranura CNC | ≤0.5% | Radi mínim de cantell arrodonit del contorn (cantell interior arrodonit) | 0.2mm | Tolerància d'alineació per a S/M termoestable i S/M UV | ±0,3 mm |
| relació d'aspecte màxima (gruix/diàmetre del forat) | 8:1 | Espai mínim del dit d'or al contorn | 0.075mm | Pont mínim de S/M | 0.1mm |
Preguntes freqüents sobre la laminació de plaques PCB d'alumini
P1. Quines són les diferències entre l'estructura de capes del circuit imprès de PCB d'alumini i el PCB estàndard?
R: L'estructura de capes basada en alumini utilitza un nucli d'alumini i, en comparació amb el PCB tradicional FR4, té una conductivitat tèrmica superior. Això el converteix en una opció ideal per a aplicacions que requereixen una dissipació eficient de la calor.
P2. Pot mantenir un circuit imprès d'alumini multilayer una alta integritat del senyal?
R: La resposta és afirmativa, sempre que el disseny sigui adequat. Tot i que la capa d'alumini pot afectar la propagació del senyal, una planificació raonable de l'estructura de capes, la selecció de materials i tècniques de disposició poden assegurar una alta integritat del senyal en dissenys multilayer.
P3. Com afecta el gruix del nucli d'alumini al rendiment d'un PCB?
A: Els nuclis d'alumini més gruixuts normalment poden millorar l'eficiència de dissipació de calor gràcies a un millor rendiment en la dissipació tèrmica. Tanmateix, això també pot augmentar el pes i la complexitat de fabricació, per tant, el gruix s'ha d'equilibrar amb altres requisits de disseny.
P4. És l'estructura en capes de plaques de circuit d'alumini adequada per a tots els tipus de dissenys electrònics?
A: Tot i que les estructures en capes de plaques de circuit imprès d'alumini tenen un bon rendiment en aplicacions amb altes necessitats de potència i dissipació de calor, no tots els dissenys els necessiten ni els poden adoptar des d'un punt de vista econòmic. El seu major avantatge es dona en escenaris on la gestió de la dissipació de calor és d'importància crítica.
P5. Com es pot solucionar la diferència en l'expansió tèrmica en l'estructura laminada de les plaques de circuit imprès d'alumini?
A: Una selecció cuidadosa dels materials, un gruix de capa adequat i l'ús enginyós de vies poden ajudar a controlar les diferències en l'expansió tèrmica. Alguns dissenys també incorporen estructures de relaxació de tensió per minimitzar l'impacte del cicle tèrmic.
