EN
پلیت PCB آلومینیومی
بردهای مدار چاپی آلومینیومی با عملکرد بالا برای کاربردهای پزشکی، صنعتی، خودرویی و الکترونیک مصرفی — متخصص در مدیریت حرارتی برای کاربردهای با
توان بالا (LEDها، منابع برق، الکترونیک خودرو) تبعید گرما برتر، زیربنای آلومینیوم سبک وزن، خوردگی
مقاومت، و رسانایی قابل اعتماد جفت با نمونه سازي 24 ساعته، تحویل سريع، پشتیبانی DFM و تست AOI. با دوام، کارایی حرارتی و
برای دستگاه های پر انرژی مقرون به صرفه است.
✅ پراکندگی حرارتی استثنایی
✅ بهینهسازی DFM و اعتبارسنجی کیفیت
✅ تمرکز بر LED/اتومبیل/الکترونیک قدرت
توضیح
برد مدار چاپی آلومینیومی چیست؟
پلیت PCB آلومینیومی نوع خاصی از برد مدار چاپی است که از یک زیرلایه آلومینیومی، لایه عایق و فویل مسی تشکیل شده است. مزیت اصلی آن در پراکندگی حرارتی کارآمد است ، و آن استحکام مکانیکی بالا، حفاظت خوب در برابر تداخل الکترومغناطیسی، حفاظت از محیط زیست و صرفهجویی در انرژی دارد. این برد برای کاربردهای با توان بالا مانند روشنایی LED و الکترونیک قدرت مناسب است. کینگفیلد میتواند طراحی سفارشی، ساخت نمونه اولیه و خدمات تولید انبوه را ارائه دهد، از گزینههای مختلف هدایت حرارتی پشتیبانی کند و با استانداردهای IPC سازگار باشد. ساخت نمونه اولیه و خدمات تولید انبوه را ارائه دهد، از گزینههای مختلف هدایت حرارتی پشتیبانی کند و با استانداردهای IPC سازگار باشد.
برد مدار چاپی با هسته آلومینیومی , که به عنوان برد مدار چاپی هسته فلزی یا برد مدار چاپی هسته آلومینیومی نیز شناخته میشود، یک برد مدار با زیرلایه آلومینیومی است. برخلاف برد فایبرگلاس FR4 سنتی، این ماده مبتنی بر آلومینیوم دارای هدایت حرارتی خوبی است و میتواند بهطور مؤثر گرما را از قطعات کلیدی دور کند، بدین ترتیب پایداری و دوام برد مدار در محیطهای با توان بالا و دمای زیاد بهبود مییابد. برد مدار چاپی آلومینیومی در زمینههایی با نیاز بالا به مدیریت حرارتی مانند روشنایی LED، ماژولهای توان و الکترونیک خودرو کاربرد گستردهای دارد. برد مدار چاپی آلومینیومی در زمینههایی با نیاز بالا به مدیریت حرارتی مانند روشنایی LED، ماژولهای توان و الکترونیک خودرو کاربرد گستردهای دارد.
چرا از آلومینیوم در برد مدار استفاده میشود؟
از آلومینیوم در برد مدار عمدتاً به دلیل هدایت حرارتی برتر آن استفاده میشود — که بهمراتب از زیرلایههای سنتی FR-4 بیشتر است — و امکان پراکنش کارآمد گرما از قطعات با توان بالا را فراهم میکند، خطر گرمایش بیش از حد را کاهش میدهد و عمر عمر محصول. علاوه بر این، دارای استحکام مکانیکی بالا، محافظت طبیعی در برابر تداخل الکترومغناطیسی (EMI) جهت تثبیت انتقال سیگنال و سازگاری با محیط زیست است. این ویژگیها آن را به گزینهای ایدهآل برای کاربردهای با توان و حرارت بالا کاربردهایی مانند روشنایی ال ای دی، الکترونیک خودرو و منابع تغذیه. کینگفیلد از این مزایا بهره میبرد تا راهحلهای سفارشی Al-PCB ارائه دهد، پشتیبانی از نیازهای مختلف هدایت حرارتی و انطباق با IPC معیارها.
انواع برد مدار چاپی آلومینیومی
۱. دستهبندی بر اساس ماده لایه عایق
بردهای مدار چاپی آلومینیومی FR-4
لایه عایقبندی: ماده رزین اپوکسی FR-4
ویژگیها: هزینه پایین، هدایت حرارتی متوسط (۱٫۰-۲٫۰ وات/(متر·کلوین))
کاربردها: سناریوهای با توان متوسط تا پایین برد مدار چاپی آلومینیومی پلیایماید (PI)
لایه عایقبندی: پلی امید
ویژگیها: مقاومت در برابر دمای بالا (-۲۰۰ ℃ تا ۲۶۰ ℃)، هدایت حرارتی عالی (۲٫۰-۴٫۰ وات/(متر·کلوین))
کاربردها: سناریوهای با دمای بالا و توان بالا
پاسته هدایت حرارتی آلومینیوم PCB
لایه عایقبندی: سیلیکون با هدایت حرارتی بالا
ویژگیها: هدایت حرارتی بالا (3.0-6.0 وات/(متر·کلوین))، کارایی بسیار عالی در دفع گرما
کاربردها: LEDهای با توان بالا، اینورترها و سایر تجهیزات با چگالی شار حرارتی بالا
2. طبقهبندی بر اساس هدایت حرارتی
| نوع | محدوده هدایت حرارتی | کاربردها | |||
| رسانندگی حرارتی پایین | 1.0-2.0 وات/(متر·کلوین) | روشنایی LED عمومی، ماژولهای الکترونیک مصرفی کمتوان | |||
| هدایت حرارتی متوسط | 2.0-4.0 وات/(متر·کلوین) | الکترونیک خودرو، منابع تغذیه متوسط، ماژولهای کنترل صنعتی | |||
| رسانایی حرارتی بالا | 4.0-6.0 وات/(متر·کلوین) | چراغهای خیابانی LED با توان بالا، مبدلهای فرکانس، تقویتکنندههای قدرت |
3. طبقهبندی بر اساس ساختار
- برد مس آلومینیومی تکطرفه
ساختار: لایه فویل مس تکی + لایه عایق + زیرلایه آلومینیومی
ویژگیها: ساختار ساده، هزینه پایین
کاربردها: مدارهای ساده
- برد مس آلومینیومی دوطرفه
ساختار: دو لایه فویل مس + لایه عایق + زیرلایه آلومینیومی
ویژگیها: پشتیبانی از چیدمان مدارهای پیچیده، پراکندگی گرما بهصورت یکنواخت
کاربردها: منابع تغذیه با توان متوسط، ماژولهای درایور LED خودرو
- برد مدار چندلایه آلومینیومی
ساختار: فويل مس چندلایه + لایه عایق + زیرلایه آلومینیومی
ویژگیها: ادغام بالا، پشتیبانی از سیمکشی با چگالی بالا
کاربردها: الکترونیک خودروهای پریمیوم، تجهیزات کنترل توان بالای صنعتی
عوامل کلیدی
عوامل کلیدی در تولید برد مدار چاپی مبتنی بر آلومینیوم
| عوامل کلیدی | نیازمندی کلیدی | نقاط کلیدی سازگاری صنعت | |||
| انتخاب ماده پایه |
- انواع زیرلایه آلومینیومی: زیرلایه آلومینیومی متداول (FR-4 + هسته آلومینیومی)، زیرلایه آلومینیومی با هدایت حرارتی بالا. هدایت حرارتی: 1.0 تا 10.0 وات/(متر · کلوین) (متناسب با نیاز) - ضخامت لایه عایق: 0.1-0.3 میلیمتر (تعادل بین هدایت حرارتی و عایقبندی) |
کنترل خودرو/صنعتی: هدایت حرارتی بالا (≥ 2.0 وات/(متر · کلوین))، مقاومت در برابر دما از -40 تا 125 درجه سانتیگراد؛ پزشکی: زیستسازگاری + EMI پایین | |||
| فرآیند لایه عایق حرارتی |
- روشهای اتصال: اتصال با پرس گرمایی (متداول)، اتصال در خلأ (با دقت بالا) - مواد: رزین اپوکسی (هزینه پایین)، پلیایمید، سرامیک |
تجهیزات پزشکی: بدون هالوژن، فراریت پایین؛ الکترونیک مصرفی: نازکسازی (≤0.15 میلیمتر) | |||
| دقت ساخت خطوط |
- عرض خط/فاصله خط: حداقل 0.1 میلیمتر/0.1 میلیمتر (استاندارد)، 0.075 میلیمتر/0.075 میلیمتر (با دقت بالا) - ضخامت ورق مس: 1 تا 3 اونس (مناسب برای نیازهای جریان) |
کنترل خودرو/صنعتی: مدارهای جریان بالا (ورق مس 2-3 اونس)؛ الکترونیک مصرفی: سیمکشی با تراکم بالا (عرض خط کم) | |||
| طراحی ساختار دفع حرارت |
- ضخامت زیرلایه آلومینیوم: ۱٫۰ تا ۳٫۰ میلیمتر (افزایش دفع حرارت) - طراحی ویا: ویای رسانای حرارتی (پر شده با چسب رسانا)، پنجره دفع حرارت |
مدار چاپی دستگاههای قدرت: فاصله ویاهای حرارتی ≤ ۵ میلیمتر؛ تجهیزات بیرونی: اتصال به زمین روی پایه آلومینیومی برای حفاظت در برابر نوسانات ولتاژ | |||
| سازگاری در لحیمکاری و مونتاژ |
- پوشش سطحی: اسپری قلع (روش معمولی)، آبکاری طلا (دقت بالا)، OSP (دوستدار محیط زیست) - قابلیت لحیمکاری: ۲۶۰ درجه سانتیگراد/۱۰ ثانیه (سه اتوکلواو بازپخش) |
مدار چاپی تجهیزات پزشکی: لحیمکاری بدون سرب (مطابق با استاندارد RoHS) استاندارد خودرویی: عدم تاببرداشتن پس از جوشکاری در دمای بالا (تختی ≤ ۰٫۱ میلیمتر/متر) |
|||
| استاندارد آزمون قابلیت اطمینان |
- عملکرد الکتریکی: مقاومت عایقی ≥ ۱۰¹⁰ اهم، ولتاژ شکست ≥ ۲ کیلوولت - آزمون محیطی: چرخه دمای بالا و پایین (-40 تا 125 درجه سانتیگراد)، پیری در شرایط مرطوب و گرم (85% رطوبت نسبی/85 درجه سانتیگراد) - آزمون مکانیکی: استحکام خمشی ≥50 مگاپاسکال |
درجه خودرویی: مطابق با گواهی AEC-Q200؛ درجه پزشکی: مطابق با ISO 13485؛ کنترل صنعتی: سازگار با حفاظ IP67 |
مزایای اصلی برد مدار چاپی آلومینیومی
| دستهبندی مزیتدار | ارزش هستهای | تطابق سناریوی کاربردی در صنعت | |||
| هدایت حرارتی فوقالعاده بالا |
· ضریب هدایت حرارتی 1.0 تا 10.0 وات/(متر، کلوین)، بسیار بالاتر از FR-4 (0.3 تا 0.5 وات/(متر، کلوین)) · پراکندگی سریع گرمای دستگاههای قدرت و کاهش دمای تراشه به میزان 20 تا 50 درجه سانتیگراد |
ماژولهای توان خودرویی، اینورترهای توان بالا کنترل صنعتی و واحدهای تغذیه تجهیزات پزشکی | |||
| پایداری عالی در پراکندگی گرما |
· مواد اصلی مبتنی بر آلومینیم دارای ظرفیت حرارتی بالا و توزیع دمای یکنواخت (اختلاف دما ≤۵ درجه سانتیگراد) هستند. · پدیده تجمع حرارتی وجود ندارد که این امر عمر PCBA را بیش از ۳۰٪ افزایش میدهد. |
تجهیزات صنعتی کنترل خارج از ساختمان، چراغهای LED خودرویی با کیفیت خودرویی، سرهای شارژ سریع الکترونیک مصرفی (بدون خطا در عملکرد طولانیمدت با بار بالا) | |||
| استحکام مکانیکی و مقاومت در برابر تابخوردگی |
· بستر آلومینیومی دارای سفتی قوی است و مقاومت آن در برابر ضربه/ارتعاش برتر از FR-4 است. · ترازپذیری پس از جوشکاری در دمای بالا ≤۰٫۱ میلیمتر بر متر است (بسیار بهتر از ۰٫۳ میلیمتر بر متر در FR-4). |
PCBA داخل خودرو با کیفیت خودرویی (سازگار با ارتعاشات رانندگی)، قطعات دقیق تجهیزات پزشکی (جلوگیری از اعوجاج سیگنال ناشی از شکافهای مونتاژ) | |||
| حراست از محیط زیست و رعایت مقررات |
· ماده هستهای آلومینیومی قابل بازیافت است و با استانداردهای RoHS/REACH سازگار است. · لایه عایق بدون هالوژن به صورت اختیاری موجود است که دارای فرارپذیری کم و EMI پایین است. |
مجمعبندی مدار چاپی درجه پزشکی (مطابق با ISO 13485)، محصولات صادراتی الکترونیک مصرفی (دارای انطباق با الزامات حفاظت از محیط زیست در اروپا و آمریکا) | |||
| مزایای طراحی یکپارچه |
· قابلیت جایگزینی ترکیب "زیرلایه FR-4 + رادیاتور"، کاهش 30٪ای فرآیند مونتاژ مجمعبندی مدار چاپی · پشتیبانی از طراحی یکپارچه با سیمکشی با تراکم بالا و پنجرههای دفع گرما |
محصولات الکترونیکی مصرفی نازک، ماژولهای کنترل صنعتی فشرده (صرفهجویی در فضای نصب) | |||
| قابلیت اعتماد و ثبات |
· محدوده دمای کاری: 40- تا 125 درجه سانتیگراد · مقاومت عایقی ≥10¹⁰Ω، ولتاژ شکست ≥2kV، و مقاومت قوی در برابر اضافهبارهای ناگهانی |
محصولات مصوب خودرویی AEC-Q200، تجهیزات کنترل صنعتی برای محیطهای شدید |
ظرفیت تولید
| قابلیت تولید برد مدار چاپی (PCB) | |||||
| آیتم | ظرفیت تولید | حداقل فاصله S/M تا پد، برای SMT | 0.075mm/0.1mm | یکنواختی مس آبکاری | z90% |
| تعداد لایه | 1~40 | حداقل فاصلهی مورد نیاز برای وسیلهنما تا لبه/SMT | 0.2mm/0.2mm | دقت الگو نسبت به الگو | ±3mil(±0.075mm) |
| اندازه تولید (حداقل و حداکثر) | 250mmx40mm/710mmx250mm | ضخامت پوشش سطحی برای Ni/Au/Sn/OSP | 1~6um /0.05~0.76um /4~20um/ 1um | دقت الگو نسبت به سوراخ | ±4mil (±0.1mm ) |
| ضخامت مس لایهبندی | ۱/۳ ~ ۱۰z | کوچکترین اندازه پد تست شده E- | 8 X 8mil | عرض خط حداقلی/فاصله | 0.045 /0.045 |
| ضخامت برد محصول | 0.036~2.5mm | حداقل فاصله بین پدهای تست شده | 8mil | تحمل اچینگ | +20% 0.02 میلیمتر) |
| دقت برش خودکار | 0.1mm | حداقل تحمل بعدی برای طرح کلی (لبه خارجی تا مدار) | ±0.1 میلیمتر | تحمل همترازی لایه پوششی | ±6 میل (±0.1 میلیمتر) |
| اندازه سوراخکاری (حداقل/حداکثر/تحمل اندازه سوراخ) | 0.075 میلیمتر/6.5 میلیمتر/±0.025 میلیمتر | حداقل تحمل بعدی برای طرح کلی | ±0.1 میلیمتر | تحمل چسب اضافی برای فشردن C/L | 0.1mm |
| درصد حداقل برای طول و عرض شیار CNC | ≤0.5% | شعاع گوشه R حداقل برای مرز (گوشه داخلی گردشده) | 0.2 میلیمتر | تحمل هممحوری برای مواد مقاوم به حرارت S/M و UV S/M | ±0.3mm |
| نسبت ابعاد حداکثر (ضخامت/قطر سوراخ) | 8:1 | حداقل فاصله انگشت طلایی تا مرز | 0.075mm | حداقل پل S/M | 0.1mm |
سوالات متداول درباره لایهبندی برد PCB آلومینیومی
سوال 1. تفاوتهای بین ساختار لایهای برد آلومینیومی PCB و برد معمولی PCB چیست؟
الف: ساختار چندلایه برد مدار چاپی مبتنی بر آلومینیوم از هستهای از جنس آلومینیوم استفاده میکند و در مقایسه با برد FR4 سنتی، دارای هدایت حرارتی بهتری است. این ویژگی آن را به گزینهای ایدهآل برای کاربردهایی که نیازمند پراکندگی مؤثر گرما هستند تبدیل میکند.
سوال 2: آیا برد مدار چندلایه آلومینیومی میتواند یکپارچگی سیگنال بالایی را حفظ کند؟
پاسخ مثبت است، به شرطی که طراحی مناسب انجام شده باشد. اگرچه لایه آلومینیومی ممکن است بر انتشار سیگنال تأثیر بگذارد، اما برنامهریزی مناسب ساختار لایهبندی، انتخاب مواد و تکنیکهای چیدمان میتوانند یکپارچگی بالای سیگنال را در طراحیهای چندلایه تضمین کنند.
سوال 3: ضخامت هسته آلومینیومی چگونه بر عملکرد برد مدار چاپی تأثیر میگذارد؟
پاسخ: هستههای آلومینیومی ضخیمتر معمولاً میتوانند کارایی پراکندگی گرما را افزایش دهند و بازده حرارتی بهتری فراهم کنند. با این حال، این موضوع وزن را نیز افزایش میدهد و ممکن است پیچیدگی تولید را بالا ببرد؛ بنابراین باید تعادلی بین ضخامت و سایر الزامات طراحی برقرار شود.
سوال 4. آیا ساختار چندلایه برد مدار آلومینیومی برای تمام انواع طراحیهای الکترونیکی مناسب است؟
پاسخ: هرچند ساختارهای چندلایه برد مدار چاپی آلومینیومی در کاربردهای با توان بالا و نیاز به پراکندگی حرارتی بالا عملکرد خوبی دارند، اما نه همه طراحیها نیاز به آن دارند و نه از نظر اقتصادی همیشه به صرفه است. این ساختارها بیشترین مزایا را در شرایطی دارند که مدیریت پراکندگی حرارت از اهمیت حیاتی برخوردار است.
سوال 5. چگونه میتوان تفاوت انبساط حرارتی را در ساختار لایهای برد مدار چاپی آلومینیومی حل کرد؟
پاسخ: انتخاب دقیق مواد، ضخامت مناسب لایهها و استفاده هوشمندانه از ویاس (via) میتواند به کنترل تفاوتهای انبساط حرارتی کمک کند. برخی طراحیها همچنین شامل ساختارهای جبران تنش هستند تا تأثیر چرخههای حرارتی را به حداقل برسانند.
