EN
Alu pcb
Výkonné hliníkové desky plošných spojů pro lékařskou techniku, průmysl, automobilový průmysl a spotřební elektroniku – specializované na řízení tepla pro vysokovýkonové
aplikace (LEDy, zdroje napájení, automobilová elektronika). Vynikající odvod tepla, lehký hliníkový substrát, odolnost proti korozi
a spolehlivá vodivost ve spojení s prototypováním během 24 hodin, rychlou dodávkou, podporou DFM a testováním AOI. Odolné, tepelně účinné a
nákladově efektivní pro výkonnostně náročná zařízení.
✅ Vynikající odvod tepla
✅ Optimalizace DFM a ověření kvality
✅ Zaměření na LED/automobilový průmysl/výkonovou elektroniku
Popis
Co je hliníkový DPS?
Alu pcb je speciální typ DPS složený z hliníkového substrátu, izolační vrstvy a měděné fólie. Jeho hlavní výhodou je efektivní odvod tepla , a je to má vysokou mechanickou pevnost, dobré elektromagnetické stínění, ochranu životního prostředí a úsporu energie. Je vhodný pro výkonné aplikace, jako jsou LED osvětlení a výkonová elektronika. Společnost Kingfield může poskytnout návrh na míru, výrobu prototypů a sériovou výrobu, nabízí různé možnosti tepelné vodivosti a splňuje normy IPC.
Deska plošného spoje s hliníkovým jádrem , také známá jako deska s kovovým jádrem nebo deska s hliníkovým jádrem, je tištěný spoj s hliníkovým substrátem. Na rozdíl od tradičních sklolaminátových desek FR4 má tento hliníkem založený materiál dobrou tepelnou vodivost a může účinně odvádět teplo od klíčových součástek, čímž zvyšuje stabilitu a trvanlivost tištěného spoje v prostředích s vysokým výkonem a vysokou teplotou. Hliníkové desky se široce používají v oblastech s vysokými požadavky na řízení tepla, jako je osvětlení LED, výkonové moduly a automobilová elektronika. pro správu tepla, jako je osvětlení LED, výkonové moduly a automobilová elektronika.
Proč se ve tištěných spojích používá hliník?
Hliník se ve tištěných spojích používá především pro svou vynikající tepelnou vodivost – daleko převyšující tradiční substráty FR-4 – což umožňuje efektivní odvod tepla z výkonných součástek, snižuje riziko přehřátí a prodlužuje životnost produktu. Kromě toho nabízí vysokou mechanickou pevnost, přirozené stínění elektromagnetické interference (EMI) pro stabilizaci přenosu signálu a ekologickou nezávadnost. Tyto vlastnosti ho činí ideálním pro výkonné aplikace s vysokým tepelným zatížením aplikace, jako jsou LED osvětlení, automobilová elektronika a zdroje napájení. Společnost Kingfield využívá tyto výhody k poskytování přizpůsobených řešení Al-PCB, podporuje různé požadavky na tepelnou vodivost a splňuje normy IPC normy.
Typy hliníkových desek plošných spojů
1. Dle materiálu izolační vrstvy
Hliníkové desky plošných spojů FR-4
Izolační vrstva: Epoxidový pryskyřice materiál FR-4
Vlastnosti: Nízká cena, střední tepelná vodivost (1,0–2,0 W/(m·K))
Použití: Střední až nízké výkonové scénáře Polyimidová (PI) hliníková deska plošných spojů
Izolační vrstva: Polyimid
Vlastnosti: Odolnost proti vysokým teplotám (-200 ℃ až 260 ℃), vynikající tepelná vodivost (2,0–4,0 W/(m·K))
Použití: Scénáře s vysokou teplotou a vysokým výkonem
Hliníkové DPS s tepelně vodivou pastou
Izolační vrstva: Silikon s vysokou tepelnou vodivostí
Vlastnosti: Vysoká tepelná vodivost (3,0–6,0 W/(m·K)), vynikající účinnost odvádění tepla
Použití: Výkonné LED, měniče a další zařízení s vysokou hustotou tepelného toku
2. Klasifikace podle tepelné vodivosti
| Typ | Rozsah tepelné vodivosti | Použití | |||
| Nízká tepelná vodivost | 1,0–2,0 W/(m·K) | Běžné LED osvětlení, moduly nízkovýkonové spotřební elektroniky | |||
| Střední tepelná vodivost | 2,0–4,0 W/(m·K) | Automobilová elektronika, střední výkonové zdroje, průmyslové řídicí moduly | |||
| Vysoká tepelná vodivost | 4,0–6,0 W/(m·K) | Výkonné LED pouliční osvětlení, frekvenční měniče, výkonové zesilovače |
3. Klasifikace podle struktury
- Jednostranný hliníkový DPS
Konstrukce: Jedna vrstva měděné fólie + izolační vrstva + hliníkový nosič
Vlastnosti: Jednoduchá konstrukce, nízká cena
Použití: Jednoduché obvody
- Oboustranný hliníkový DPS
Konstrukce: Dvě vrstvy měděné fólie + izolační vrstva + hliníkový nosič
Vlastnosti: Podporuje složité uspořádání obvodů, rovnoměrné odvádění tepla
Použití: Střední výkonové zdroje, moduly řídicích jednotek pro automobilová LED
- Vícevrstvá hliníková deska plošných spojů
Konstrukce: Vícevrstvá měděná fólie + izolační vrstva + hliníkový substrát
Vlastnosti: Vysoká integrace, podpora vysoké hustoty zapojení
Použití: Náročná automobilová elektronika, průmyslová zařízení pro řízení vysokého výkonu
Klíčové faktory
Klíčové faktory při výrobě hliníkových tištěných desek
| Klíčové faktory | Klíčový požadavek | Klíčové body přizpůsobení průmyslu | |||
| Výběr základního materiálu |
- Typy hliníkových substrátů: Běžný hliníkový substrát (FR-4 + hliníkové jádro), hliníkový substrát s vysokou tepelnou vodivostí. Tepelná vodivost: 1,0–10,0 W/(m · K) (podle požadovaného nastavení) - Tloušťka izolační vrstvy: 0,1–0,3 mm (vyvážení vedení tepla a izolace) |
Automobilový/průmyslový řídicí systém: Vysoká tepelná vodivost (≥ 2,0 W/(m · K)), odolnost proti teplotě -40 až 125 ℃; Lékařské zařízení: Biokompatibilita + nízké EMI | |||
| Proces tepelné izolační vrstvy |
- Způsoby spojování: Lisování za tepla (běžné), vakuové spojování (vysoká přesnost) - Materiály: Epoxidová pryskyřice (nízká cena), polyimid, keramika |
Lékařské přístroje: Bezhalogenové, nízká těkavost; Spotřební elektronika: Ztenčení (≤ 0,15 mm) | |||
| Přesnost výroby vodivých drah |
- Šířka dráhy/vzdálenost mezi drahami: minimálně 0,1 mm/0,1 mm (standard), 0,075 mm/0,075 mm (vysoká přesnost) - Tloušťka měděné fólie: 1–3 uncí (vhodné pro požadovaný proud) |
Automobilový/průmyslový řídicí systém: Obvody s vysokým proudem (2-3 unce měděné fólie); Spotřební elektronika: Vysokohustotní zapojení (jemná šířka tratí) | |||
| Návrh konstrukce pro odvod tepla |
- Tloušťka hliníkového substrátu: 1,0–3,0 mm (zlepšený odvod tepla) - Návrh přechodových děr: Tepelně vodivá přechodová díra (vyplněná vodivým lepidlem), okno pro odvod tepla |
PCBA výkonového zařízení: Vzdálenost tepelných přechodových děr ≤5 mm; Venkovní zařízení: Hliníkové uzemnění pro ochranu proti přepětí | |||
| Kompatibilita svařování a montáže |
- Úprava povrchu: Stříkání cínu (běžné), zlatá pokovení (vysoká přesnost), OSP (ekologické) - Svařitelnost: 260 °C/10 s (tři pájecí pece) |
Lékařská PCBA: Bezolovnaté pájení (v souladu s RoHS) Automobilová specifikace: Žádné deformace po pájení za vysoké teploty (rovinatost ≤0,1 mm/m) |
|||
| Norma pro testování spolehlivosti |
- Elektrický výkon: Izolační odpor ≥10¹⁰Ω, průrazné napětí ≥2kV - Zkoušení vlivu prostředí: Cyklování za vysoké a nízké teploty (-40 až 125 ℃), stárnutí ve vlhkém teplu (85 % RH/85 ℃) - Mechanický test: Mez pevnosti v ohybu ≥50 MPa |
Automobilový stupeň: certifikace AEC-Q200; Lékařský stupeň: soulad s ISO 13485; Průmyslové řízení: kompatibilní s ochranou IP67 |
Klíčové výhody hliníkových desek plošných spojů
| Výhodná kategorie | jádrové hodnoty | Přizpůsobení aplikačních scénářů v průmyslu | |||
| Ultra vysoká tepelná vodivost |
· součinitel tepelné vodivosti 1,0–10,0 W/(m·K), mnohem vyšší než 0,3 FR-4–0,5 W/(m·K) · Rychle odvádí teplo z výkonových prvků a snižuje teplotu čipu o 20–50 ℃ |
Výkonové moduly pro automobilový průmysl, průmyslové řídicí vysokovýkonové měniče a napájecí jednotky lékařských přístrojů | |||
| Vynikající stabilita odvodu tepla |
· Materiály jádra na bázi hliníku mají velkou tepelnou kapacitu a rovnoměrné rozložení teploty (rozdíl teplot ≤5℃). · Nedochází k tepelné agregaci, čímž se prodlužuje životnost PCBA o více než 30 % |
Průmyslová zařízení pro venkovní použití, automobilové LED světlomety, rychlonabíječky pro spotřební elektroniku (bez poruch při dlouhodobém provozu za vysokého zatížení) | |||
| Mechanická pevnost a odolnost proti deformaci |
· Hliníkový substrát má vysokou tuhost a lepší odolnost proti nárazům/vibracím ve srovnání s FR-4 · Rovinnost po svařování za vysoké teploty je ≤0,1 mm/m (mnohem lepší než 0,3 mm/m u FR-4). |
Automobilové palubní PCBA (přizpůsobené vibracím při jízdě), přesné komponenty lékařských přístrojů (zabraňují zkreslení signálu způsobenému montážními mezerami) | |||
| Ochrana životního prostředí a dodržování předpisů |
· Hliníkový materiál jádra je recyklovatelný a splňuje normy RoHS/REACH · Volitelná bezhalogenová izolační vrstva s nízkou těkavostí a nízkým EMI |
Lékařské třídy PCBA (v souladu s ISO 13485), výrobky pro spotřební elektroniku určené k vývozu (splňující požadavky na ochranu životního prostředí v Evropě a Americe) | |||
| Výhody integrovaného designu |
· Může nahradit kombinaci „substrát FR-4 + chladič“, čímž se sníží proces montáže PCBA o 30 % · Podporuje integrovaný design s vysokou hustotou zapojení a okénky pro odvod tepla |
Tenké spotřební elektronické výrobky, kompaktní průmyslové řídicí moduly (úspora instalačního prostoru) | |||
| Spolehlivost a stabilita |
· Rozsah provozní teploty: -40 až 125 ℃ · Izolační odpor je ≥10¹⁰Ω, průrazné napětí je ≥2 kV, vysoká odolnost proti přepětí |
Výrobky certifikované podle automobilové normy AEC-Q200, průmyslová řídicí zařízení pro extrémní prostředí |
Výrobní schopnosti
| Výrobní možnosti desek plošných spojů | |||||
| položka | Výrobní kapacita | Minimální vzdálenost S/M na plošku, na SMT | 0.075mm/0.1mm | Homogenita galvanicky nanášené mědi | z90% |
| Počet vrstev | 1~40 | Min. vzdálenost pro legendu až po SMT | 0,2 mm/0,2 mm | Přesnost vzor ku vzoru | ±3 mil (±0,075 mm) |
| Výrobní rozměry (min. a max.) | 250 mm × 40 mm / 710 mm × 250 mm | Tloušťka povrchové úpravy pro Ni/Au/Sn/OSP | 1–6 µm / 0,05–0,76 µm / 4–20 µm / 1 µm | Přesnost vzor ku díře | ±4 mil (±0,1 mm) |
| Tloušťka měděné vrstvy laminace | 1/3 ~ 10z | Minimální velikost testované plošky | 8 X 8mil | Minimální šířka vodiče / mezera | 0.045 /0.045 |
| Tloušťka desky výrobku | 0.036~2.5mm | Minimální mezera mezi testovacími ploškami | 8mil | Tolerance leptání | +20% 0,02 mm) |
| Přesnost automatického řezání | 0,1 mm | Minimální tolerance rozměru obrysu (vnější okraj ke spoji) | ±0,1 mm | Tolerance zarovnání krycí vrstvy | ±6 mil (±0,1 mm) |
| Velikost vrtání (min/max/tolerance velikosti otvoru) | 0,075 mm/6,5 mm/±0,025 mm | Minimální tolerance rozměru obrysu | ±0,1 mm | Tolerance nadměrného lepidla pro lisování C/L | 0,1 mm |
| Min. procento délky a šířky drážky CNC | ≤0.5% | Min. poloměr zaoblení vnitřního rohu obrysu | 0.2mm | Tolerance zarovnání pro tepelně tvrditelný S/M a UV S/M | ±0.3mm |
| maximální poměr stran (tloušťka/průměr díry) | 8:1 | Min. vzdálenost zlatého kontaktu ke konture | 0.075mm | Min. můstek S/M | 0,1 mm |
Běžné otázky týkající se laminace hliníkových desek plošných spojů
Q1. Jaké jsou rozdíly mezi vrstvenou strukturou hliníkové desky plošných spojů a běžnou deskou plošných spojů?
A: Konstrukce vícevrstvé desky plošných spojů na bázi hliníku využívá hliníkové jádro a ve srovnání s tradiční deskou FR4 nabízí lepší tepelnou vodivost. To ji činí ideální volbou pro aplikace vyžadující efektivní odvod tepla.
Q2. Může vícevrstvá hliníková deska plošných spojů zachovávat vysokou integritu signálu?
A: Odpověď je kladná, pokud je návrh vhodný. I když hliníková vrstva může ovlivnit šíření signálu, správné plánování vrstvené struktury, výběr materiálu a techniky uspořádání mohou zajistit vysokou integritu signálu i u vícevrstvých konstrukcí.
Q3. Jak tloušťka hliníkového jádra ovlivňuje výkon desky plošných spojů?
A: Tlustší hliníková jádra obvykle mohou zlepšit účinnost odvodu tepla díky lepšímu chladicímu výkonu. Zároveň však zvyšují hmotnost a mohou zvýšit výrobní složitost, proto je třeba tloušťku vyvážit s ostatními konstrukčními požadavky.
Q4. Je vícevrstvá struktura hliníkové desky plošných spojů vhodná pro všechny typy elektronických návrhů?
A: Ačkoli vícevrstvé struktury hliníkových desek plošných spojů dobře fungují v aplikacích s vysokým výkonem a vysokými požadavky na odvod tepla, ne všechny návrhy je potřebují nebo mohou ekonomicky využít. Jejich největší výhody se projevují v případech, kdy je správa odvodu tepla rozhodující.
Q5. Jak lze vyřešit rozdíl tepelné roztažnosti ve vícevrstvé struktuře hliníkových desek plošných spojů?
A: Pečlivý výběr materiálů, vhodná tloušťka vrstev a důmyslné využití přechodových děr mohou pomoci rozdíly v tepelné roztažnosti ovlivnit. Některé návrhy také zahrnují konstrukce pro odlehčení napětí, aby minimalizovaly dopad tepelného cyklování.
