Aluminium-PCB

Aluminium-PCB ist eine spezielle Art von Leiterplatte, die aus einem Aluminiumträger, einer Isolationsschicht und einer Kupferfolie besteht. Ihr entscheidender Vorteil liegt in der effizienten Wärmeableitung (mit einer Wärmeleitfähigkeit, die die von herkömmlichem FR-4 bei weitem übertrifft), und sie zeichnet sich außerdem durch hohe mechanische Festigkeit, gute elektromagnetische Abschirmung, Umweltschutz und Energieeinsparung aus. Sie eignet sich für Hochleistungsanwendungen wie LED-Beleuchtung und Leistungselektronik. Kingfield kann maßgeschneiderte Konstruktion, prototypenerstellung und Serienfertigung anbieten, unterstützt verschiedene Optionen hinsichtlich Wärmeleitfähigkeit und erfüllt IPC-Standards. maßgeschneiderte Konstruktion,

Leiterplatte mit Aluminiumkern , auch bekannt als Metallkern-PCB oder Aluminiumkern-PCB, ist eine Leiterplatte mit Aluminium-Trägermaterial. Im Gegensatz zu herkömmlichen FR4-Glasfaserplatten weist dieses aluminiumbasierte Material eine gute Wärmeleitfähigkeit auf und kann wärme effektiv von Schlüsselkomponenten ableiten, wodurch die Stabilität und Haltbarkeit der Leiterplatte in Umgebungen mit hoher Leistung und hohen Temperaturen verbessert wird. Aluminium-PCBs werden häufig in Bereichen mit hohen Anforderungen an das Wärmemanagement eingesetzt, wie z. B. LED-Beleuchtung, Leistungsmodulen und der Automobil-Elektronik. warum wird Aluminium in Leiterplatten verwendet?

Aluminium wird in Leiterplatten hauptsächlich aufgrund seiner überlegenen Wärmeleitfähigkeit verwendet – deutlich höher als bei herkömmlichen FR-4-Trägermaterialien –, was eine effiziente Ableitung von Wärme von Hochleistungskomponenten ermöglicht, das Risiko einer Überhitzung verringert und die

Lebensdauer verlängert produktlebensdauer. Zusätzlich bietet es hohe mechanische Festigkeit, natürliche elektromagnetische Störfestigkeit (EMV) zur Stabilisierung der Signalübertragung und Umweltfreundlichkeit. Diese Eigenschaften machen es ideal für Hochleistungs- und Hochtemperaturanwendungen anwendungen wie LED-Beleuchtung, Automotive-Elektronik und Stromversorgungen. Kingfield nutzt diese Vorteile, um kundenspezifische Al-PCB-Lösungen anzubieten, die verschiedene Anforderungen an die Wärmeleitfähigkeit erfüllen und den IPC-Normen entsprechen standards.

1. Eingeteilt nach Isolierschicht-Material

FR-4 Aluminium-Leiterplatten

Isolierschicht: FR-4 Epoxidharz-Material

Merkmale: Geringe Kosten, mittlere Wärmeleitfähigkeit (1,0–2,0 W/(m·K))

Anwendungen: Mittel- bis niedrige Leistungsszenarien (z. B. allgemeine LED-Beleuchtung, kleine Leistungsmodule)

Polyimid (PI) Aluminium-PCB

Isolierschicht: Polyimid

Merkmale: Hohe Temperaturbeständigkeit (-200 °C bis 260 °C), hervorragende Wärmeleitfähigkeit (2,0–4,0 W/(m·K))

Anwendungen: Hochtemperatur-, Hochleistungsszenarien (z. B. Automobil-Elektronik, industrielle Leistungselektronik)

Thermisch leitfähige Paste Aluminium-PCB

Isolierschicht: Silikon mit hoher Wärmeleitfähigkeit

Merkmale: Hohe Wärmeleitfähigkeit (3,0–6,0 W/(m·K)), hervorragende Wärmeableitungseffizienz

Anwendungen: Hochleistungs-LEDs, Wechselrichter und andere Geräte mit hoher Wärmestromdichte

2. Eingeteilt nach Wärmeleitfähigkeit

3. Klassifiziert nach Struktur

Einseitige Aluminium-PCB

Struktur: Ein Kupferfolienlayer + Isolationsschicht + Aluminiumträger

Merkmale: Einfache Struktur, geringe Kosten

Anwendungen: Einfache Schaltkreise

Beidseitige Aluminium-PCB

Struktur: Zwei Kupferfolienlagen + Isolationsschicht + Aluminiumträger

Merkmale: Unterstützt komplexe Schaltungsanordnungen, gleichmäßige Wärmeableitung

Anwendungen: Netzteile mit mittlerer Leistung, Automotive-LED-Treibermodule

Mehrlagige Aluminium-PCB

Struktur: Mehrlagige Kupferfolie + Isolationsschicht + Aluminiumträgermaterial

Merkmale: Hohe Integration, unterstützt hochdichte Verdrahtung

Anwendungen: Hochwertige Automobilelektronik, industrielle Hochleistungssteuergeräte

Schlüsselparameter bei der Herstellung von aluminiumbasierten Leiterplatten

Q1. Welche Unterschiede bestehen zwischen der Schichtstruktur einer Aluminium-PCB-Platine und der Standard-PCB?
A: Die auf Aluminium basierende PCB-Aufbaustruktur verwendet einen Aluminiumkern und weist im Vergleich zur herkömmlichen FR4-PCB eine überlegene Wärmeleitfähigkeit auf. Dadurch ist sie eine ideale Wahl für Anwendungen, die eine effiziente Wärmeableitung erfordern.

F2. Kann ein mehrlagiges Aluminium-Leiterplattenboard eine hohe Signalintegrität aufrechterhalten?
A: Die Antwort ist positiv, solange das Design geeignet ist. Obwohl die Aluminiumschicht die Signalübertragung beeinflussen kann, können durch eine sorgfältige Planung der Schichtaufbaustruktur, Materialauswahl und Layout-Techniken die hohe Signalintegrität in mehrlagigen Designs gewährleistet werden.

F3. Wie beeinflusst die Dicke des Aluminiumkerns die Leistung einer Leiterplatte?
A: Dickere Aluminiumkerne können in der Regel die Wärmeableitungseffizienz durch bessere Wärmeableitung erhöhen. Allerdings erhöht dies auch das Gewicht und kann die Fertigungskomplexität steigern, weshalb die Dicke mit anderen Konstruktionsanforderungen abgewogen werden muss.

Q4. Ist die Aluminium-Leiterplatten-Stapelstruktur für alle Arten elektronischer Schaltungen geeignet?
A: Obwohl Aluminium-Leiterplatten-Stapelstrukturen bei Anwendungen mit hohem Leistungsbedarf und hohen Anforderungen an die Wärmeableitung gut abschneiden, benötigen nicht alle Designs sie oder sind wirtschaftlich sinnvoll einsetzbar. Ihre größten Vorteile zeigen sich in Szenarien, in denen das Wärmemanagement von entscheidender Bedeutung ist.

Q5. Wie lässt sich der Unterschied bei der thermischen Ausdehnung in der geschichteten Struktur von Aluminium-Leiterplatten lösen?
A: Eine sorgfältige Materialauswahl, geeignete Schichtdicken sowie die gezielte Verwendung von Durchkontaktierungen (Vias) können dazu beitragen, Unterschiede in der thermischen Ausdehnung zu kontrollieren. Einige Konstruktionen integrieren zudem Spannungsreliefs, um die Auswirkungen von Temperaturwechseln zu minimieren.