EN
Aluminijumska pcb
Visokoučinkovite aluminijaste ploče za medicinsku, industrijsku, automobilske i potrošačku elektroniku — specijalizirane za upravljanje toplinom u visokonaponskim
aplikacijama (LED-ovi, napajanja, automobilska elektronika). S druge strane, u slučaju da se ne primjenjuje primjena ovog članka, to se može smatrati primjenom članka 4. stavka 1.
otpornost, i pouzdana provodljivost u paru s 24h prototipa, brza isporuka, DFM podrška i AOI testiranje. Trajni, toplinski učinkoviti i
u skladu s člankom 21. stavkom 2.
✅ Izvrsno rasipanje topline
✅ Optimizacija dizajna za proizvodnju i provjera kvalitete
✅ Fokus na LED/automotive/elektroniku za napajanje
Opis
Što je aluminijumski PCB?
Aluminijumska pcb posebna je vrsta ploče sastavljena od aluminijske podloge, izolacijskog sloja i bakrenog lima. Njezina ključna prednost je učinkovito rasipanje topline , i to također ima visoku mehaničku čvrstoću, dobro elektromagnetsko ekraniranje, zaštitu okoliša i uštedu energije. Pogodna je za visokosnaga scenarije poput LED rasvjete i snage elektronike. Kingfield može pružiti prilagođeno projektiranje, izrada prototipa i usluge serijske proizvodnje, podržava više opcija toplinske vodljivosti i sukladnost sa standardima IPC.
PCB s aluminijastim jezgrom , također poznat kao ploča s metalnom jezgrom ili ploča s aluminijastom jezgrom, je ploča s podlogom od aluminija. Za razliku od tradicionalnih ploča od stakloplastike FR4, ovaj materijal na bazi aluminija ima dobru toplinsku vodljivost i može učinkovito odvoditi toplinu od ključnih komponenti, time poboljšavajući stabilnost i trajnost ploče u visokosnanim i visokotemperaturnim okruženjima. Aluminijaste ploče široko se koriste u područjima s visokim zahtjevima za upravljanje toplinom, poput LED rasvjete, snage modula i automobilske elektronike. upravljanje toplinom, poput LED rasvjete, snage modula i automobilske elektronike.
Zašto se aluminij koristi u pločama?
Aluminij se u pločama koristi prvenstveno zbog svoje izvrsne toplinske vodljivosti — koja znatno nadmašuje tradicionalne podloge FR-4 — omogućujući učinkovito rasipanje topline s komponenti visoke snage, smanjujući rizik od pregrijavanja i produljujući vijek trajanja proizvoda. Osim toga, nudi visoku mehaničku čvrstoću, prirodno blokiranje elektromagnetskih smetnji (EMI) za stabilizaciju prijenosa signala te ekološku prihvatljivost. Ova svojstva čine ga idealnim za visokonaponske i visokotemperaturne aplikacije poput LED rasvjete, automobilske elektronike i napajanja. Kingfield koristi ove prednosti kako bi pružio prilagođena rješenja Al-PCB ploča, podržavajući različite zahtjeve za toplinskom vodljivošću i sukladno sa IPC standardi.
Vrste aluminijskih PCB ploča
1. Klasifikacija prema materijalu izolacijskog sloja
FR-4 aluminijske tiskane pločice
Izolacijski sloj: FR-4 epoksidna smola
Značajke: Niska cijena, srednja toplinska vodljivost (1,0–2,0 W/(m·K))
Primjene: Scenariji srednje do niske snage Poliamid (PI) aluminijska PCB ploča
Izolacijski sloj: Poliamid
Značajke: Otpornost na visoke temperature (-200 ℃ ~ 260 ℃), odlična toplinska vodljivost (2,0–4,0 W/(m·K))
Primjene: Scenariji visokih temperatura i velike snage
Aluminijska PCB ploča s toplinski vodljivom pastom
Izolacijski sloj: Silikon s visokom toplinskom vodljivošću
Značajke: Visoka toplinska vodljivost (3,0–6,0 W/(m·K)), izuzetna učinkovitost rasipanja topline
Primjene: LED-ovi visoke snage, invertori i druga oprema s visokom gustoćom toplinskog toka
2. Klasificirano prema toplinskoj vodljivosti
| VRSTA | Raspon toplinske vodljivosti | Primjene | |||
| Nisku tepelnу provodnost | 1,0–2,0 W/(m·K) | Opća LED rasvjeta, moduli potrošačke elektronike niske snage | |||
| Srednja toplinska vodljivost | 2,0-4,0 W/(m·K) | Automobilska elektronika, napajanja srednje snage, moduli industrijske kontrole | |||
| Visoka toplinska provodljivost | 4,0-6,0 W/(m·K) | LED ulična svjetla visoke snage, frekvencijski pretvarači, pojačala snage |
3. Klasifikacija prema strukturi
- Jednostrani aluminijski PCB
Struktura: Sloj bakrenog folija + izolacijski sloj + aluminijska podloga
Značajke: Jednostavna struktura, niska cijena
Primjene: Jednostavni sklopovi
- Dvostrani aluminijski PCB
Struktura: Dvostruki slojevi bakrenih folija + izolacijski sloj + aluminijska podloga
Značajke: Podržava složene rasporede krugova, ravnomjerna rasipanja topline
Primjene: Srednje snage napajanja, LED moduli za automobile
- Višeslojni aluminijski PCB
Struktura: Višeslojni bakar + izolacijski sloj + aluminijska podloga
Značajke: Visoka integracija, podržava visoko gustoću utovljavanja
Primjene: Vrhunsko automobilska elektronika, industrijska visokonaponska upravljačka oprema
Ključni faktori
Ključni faktori u proizvodnji pločica s tiskanim krugovima na bazi aluminija
| Ključni faktori | Ključni zahtjev | Ključne točke prilagodbe industrije | |||
| Odabir osnovnog materijala |
- vrste aluminijumskih supstrata: uobičajeni aluminijumski supstrat (FR-4 + aluminijumsko jezgro), aluminijumski supstrat visoke toplinske provodljivosti. Toplinska vodljivost: 1,0–10,0 W/(m · K) (prema zahtjevu) - Debljina izolacijskog sloja: 0,1–0,3 mm (uravnoteženje prijenosa topline i izolacije) |
Automobilska/industrijska regulacija: Visoka toplinska vodljivost (≥ 2,0 W/(m · K)), otpornost na temperaturu od -40 do 125 ℃; Medicinska oprema: Biokompatibilnost + niska EMI | |||
| Postupak toplinske izolacije |
- Metode lijepljenja: Termo lijepljenje (konvencionalno), vakuumsko lijepljenje (visoka preciznost) - Materijali: epoxi smola (nizak trošak), poliamid, keramika |
Medicinska oprema: Bez halogenih tvari, niska isparljivost; Potrošačka elektronika: Tanji slojevi (≤0,15 mm) | |||
| Preciznost izrade vodova |
- Širina voda/razmak između vodova: minimalno 0,1 mm/0,1 mm (standard), 0,075 mm/0,075 mm (visoka preciznost) - Debljina bakrenog folija: 1-3 unce (pogodno za zahtjeve struje) |
Automobilska/industrijska kontrola: Visokonaponski krugovi (bakreni folij 2-3 unce); Potrošačka elektronika: Visokokoncentrirana žica (tanki vodiči) | |||
| Dizajn strukture za odvođenje topline |
- Debljina aluminijske podloge: 1,0-3,0 mm (poboljšano odvođenje topline) - Dizajn provrta: Termički provrt (ispunjen vodljivim ljepilom), prozor za hlađenje |
PCBA snage: Razmak termalnih provrta ≤5 mm; Vanjska oprema: Aluminijsko uzemljenje za zaštitu od prenapona | |||
| Kompatibilnost zavarivanja i sklopke |
- Površinska obrada: Prskanje kositrom (konvencionalno), galvanizacija zlatom (visoka preciznost), OSP (ekološki prihvatljivo) - Zavarivost: 260℃/10 s (tri pećnice za reflof) |
Medicinski PCBA: Lemljenje bez olova (suosoban RoHS-u) Automobilska specifikacija: Bez izobličenja nakon visokotemperaturnog zavarivanja (ravnost ≤0,1 mm/m) |
|||
| Standard za testiranje pouzdanosti |
- Električne performanse: Otpornost na izolaciju ≥10¹⁰Ω, napon proboja ≥2kV - Testovi okoline: Cikliranje pri visokim i niskim temperaturama (-40 do 125℃), starenje u vlažnoj toplini (85% RH/85℃) - Mehanički test: Čvrstoća na savijanje ≥50MPa |
Automobilska klasa: AEC-Q200 certifikacija; Medicinska klasa: ISO 13485 sukladnost; Industrijska kontrola: IP67 zaštita kompatibilna |
Ključne prednosti aluminijskih tiskanih ploča
| Kategorija prednosti | jedinstvena Vrijednost | Podudarnost scenarija primjene u industriji | |||
| Izuzetno visoka toplinska vodljivost |
· koeficijent toplinske vodljivosti od 1,0-10,0 W/(m, K), znatno viši od 0,3 FR-4-0,5 W/(m K)) · Brzo rasipanje topline iz snage uređaja i smanjenje temperature čipa za 20-50℃ |
S druge opreme za proizvodnju električnih vozila | |||
| Izvrsna stabilnost odvođenja topline |
· Materijali jezgre na bazi aluminija imaju veliki toplinski kapacitet i ravnomjernu raspodjelu temperature (razlika temperature ≤5℃). · Ne postoji pojava toplinskog zbijanja, što produžuje vijek trajanja PCBA-a za više od 30% |
Vanjska industrijska kontrolna oprema, LED svjetla za vozila automotive klase, glave za brzo punjenje potrošačke elektronike (bez kvarova tijekom dugotrajnog rada pod visokim opterećenjem) | |||
| Mehanička čvrstoća i otpornost na izobličenje |
· Aluminijasta podloga ima veliku krutost, a otpornost na udarce/vibracije nadmašuje FR-4 · Ravnoteža nakon zavarivanja na visokoj temperaturi je ≤0,1 mm/m (znatno bolje od 0,3 mm/m kod FR-4). |
PCB ploča za vozila automobilske klase (prilagođena vibracijama tijekom vožnje), precizni dijelovi za medicinsku opremu (izbjegavanje izobličenja signala uzrokovanih montažnim zazorima) | |||
| Zaštita okoliša i sukladnost |
· Aluminijsko jezgro je reciklabilno i u skladu sa standardima RoHS/REACH · Po želji dostupan halogenom slobodan izolacijski sloj, s niskom isparljivošću i niskim EMI-om |
PCB ploča medicinske klase (u skladu s ISO 13485), proizvodi za potrošačku elektroniku za izvoz (ispuњavaju zahtjeve za zaštitu okoliša u Europi i Americi) | |||
| Prednosti integriranog dizajna |
· Može zamijeniti kombinaciju "FR-4 podloga + hladnjak", smanjujući proces montaže PCB ploče za 30% · Podržava integrirani dizajn visokokoncentriranih vodova i otvora za odvođenje topline |
Tanki potrošački elektronički proizvodi, kompaktni industrijski upravljački moduli (štednja prostora za instalaciju) | |||
| Pouzdanost i stabilnost |
• Radni raspon temperature: -40 do 125°C · Otpornost na izolaciju je ≥10¹⁰Ω, napon proboja je ≥2kV, a otpornost na prenapone je velika |
Proizvodi za automobilsku industriju s AEC-Q200 certifikatom, oprema za industrijsku kontrolu za ekstremna okruženja |
Proizvodnja
| Mogućnost proizvodnje tiskanih ploča | |||||
| stavka | Proizvodna sposobnost | Min. razmak između S/M i pločice, do SMT | 0.075mm/0.1mm | Homogenost galvanski nanošenog bakra | z90% |
| Broj slojeva | 1~40 | Min prostor za legenda do ruba/do SMT | 0.2mm/0.2mm | Točnost uzorka prema uzorku | ±3mil(±0.075mm) |
| Veličina proizvodnje (Min i Max) | 250mmx40mm/710mmx250mm | Debljina površinske obrade za Ni/Au/Sn/OSP | 1~6um /0.05~0.76um /4~20um/ 1um | Točnost uzorka prema rupi | ±4mil (±0.1mm ) |
| Debljina bakra laminacije | 1/3 ~ 10z | Najmanja veličina E-testirane pločice | 8 X 8mil | Najmanja širina linije/razmak | 0.045 /0.045 |
| Debljina ploče proizvoda | 0.036~2.5mm | Najmanji razmak između testiranih pločica | 8mil | Tolerancija graviranja | +20% 0,02 mm) |
| Točnost automatskog rezanja | 0.1mm | Minimalna tolerancija dimenzije obrisa (vanjski rub do strujnog kruga) | ±0.1mm | Tolerancija poravnanja zaštitnog sloja | ±6 mil (±0,1 mm) |
| Veličina svrdla (min/maks/tolerancija veličine rupe) | 0,075 mm/6,5 mm/±0,025 mm | Minimalna tolerancija dimenzije obrisa | ±0.1mm | Tolerancija viška ljepila za stiskanje C/L | 0.1mm |
| Min postotak za duljinu i širinu CNC žljebova | ≤0.5% | Min polumjer zaobljenja ruba konture (unutarnji zaobljeni kut) | 0.2mm | Tolerancija poravnanja za termoreaktivne S/M i UV S/M | ±0.3mm |
| maksimalni omjer debljine i promjera otvora (debljina/promjer otvora) | 8:1 | Min razmak zlatnog priključka do konture | 0.075mm | Min most S/M | 0.1mm |
Česta pitanja o laminiranju aluminijskih PCB ploča
P1. Koje su razlike između strukture slojeva aluminijske ploče za ploču i standardne ploče za ploču?
O: Struktura slojeva ploče na bazi aluminija koristi aluminijsko jezgro i u usporedbi s tradicionalnom FR4 pločom ima izvrsnu toplinsku vodljivost. Zbog toga je idealan izbor za aplikacije koje zahtijevaju učinkovito rasipanje topline.
P2. Može li višeslojna aluminijska ploča očuvati visoku cjelovitost signala?
O: Odgovor je potvrdan, pod uvjetom da je dizajn odgovarajući. Iako aluminijski sloj može utjecati na širenje signala, razumna planiranja strukture slojeva, odabir materijala i tehnike postavljanja mogu osigurati visoku cjelovitost signala u višeslojnim dizajnima.
P3. Kako debljina aluminijastog jezgre utječe na učinak PCB-a?
O: Deblje aluminijaste jezgre obično mogu poboljšati učinkovitost rasipanja topline kroz bolje performanse hlađenja. Međutim, to također povećava težinu i može povećati složenost proizvodnje, stoga se debljina mora uravnotežiti s ostalim zahtjevima dizajna.
P4. Je li višeslojna struktura aluminijaste ploče pogodna za sve vrste elektroničkih dizajna?
O: Iako višeslojne strukture aluminijastih tiskanih ploča dobro funkcioniraju u aplikacijama s visokom snagom i visokim zahtjevima za hlađenje, neki dizajni ih ne trebaju niti su ekonomski opravdani. Njihove najveće prednosti su u scenarijima gdje je upravljanje hlađenjem od kritične važnosti.
P5. Kako riješiti razliku u toplinskom širenju u laminiranoj strukturi aluminijastih tiskanih ploča?
A: Pažljivim odabirom materijala, odgovarajućom debljinom slojeva i izvrsnim korištenjem vodova mogu se kontrolirati razlike u toplinskom širenju. Neki dizajni također uključuju strukture za smanjenje naprezanja kako bi se smanjio utjecaj termičkog cikliranja.
