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アルミPCB
医療、産業、自動車、民生用電子機器向けの高効率アルミPCB。高電力アプリケーションにおける熱管理に特化。
電力用途向け (LED,電源,自動車電子機器) 優れた熱消耗,軽量アルミ基板,腐食
耐性,信頼性の高い導電性 24時間プロトタイプ作成 迅速な配達 DFMサポート AOIテスト 耐久性があり 熱効率が高く
電力密度の高い装置にとってコスト効率が良い
✅ 優れた放熱性能
✅ DFM最適化と品質検証
✅ LED／自動車／パワーエレクトロニクスに特化
説明
アルミPCB アルミ基材、絶縁層および銅箔から構成される特殊な種類のPCBです。その主な利点は、効率的な放熱性にあります （熱伝導率は従来のFR-4を大きく上回ります）。 また、高い機械的強度、優れた電磁遮蔽性、環境保護および省エネルギー性能も備えています。 lED照明やパワーエレクトロニクスなど、高出力の用途に適しています。Kingfieldは、 カスタム設計、 試作および量産サービスを提供しており、複数の熱伝導率オプションに対応し、IPC規格に準拠しています。
アルミ基板PCB 金属ベースPCBまたはアルミベースPCBとも呼ばれ、アルミ基板を用いた回路基板です。従来のFR4ガラス繊維基板とは異なり、このアルミベースの材料は優れた熱伝導性を持ち、主要部品からの熱を効果的に 放熱することで、高電力・高温環境における回路基板の安定性と耐久性を向上させます。アルミPCBは、LED照明、電源モジュール、自動車電子機器など、放熱性能が求められる分野で広く使用されています。 放熱性能が求められる分野で広く使用されています。
なぜ回路基板にアルミニウムが使用されるのか？
アルミニウムは、主にその優れた熱伝導性により回路基板に使用されます。これは従来のFR-4基板をはるかに上回り、高電力部品からの熱を効率的に放散することで、過熱のリスクを低減し、製品寿命を延ばします。 製品寿命。さらに、高い機械的強度、信号伝送を安定させる自然な電磁妨害（EMI）遮蔽性、および環境にやさしい特性を備えています。これらの特性により、高電力・高発熱用途であるLED照明、自動車用電子機器、電源装置などに最適です。 lED照明、車載電子機器、電源などの用途。Kingfieldはこれらの利点を活かしてカスタマイズされたAl-PCBソリューションを提供し、さまざまな熱伝導率の要件に対応するとともに、IPC規格への準拠を実現しています 基準に。
アルミ基板の種類
1. 絶縁層材料による分類
FR-4アルミニウムプリント基板
絶縁層: FR-4エポキシ樹脂材料
特徴: 低コスト、中程度の熱伝導率（1.0-2.0 W/(m·K)）
応用分野: 中～低電力用途（例：一般用LED照明、小型電源モジュール）
ポリイミド（PI）アルミニウム基板
絶縁層: ポリイミド
特徴: 耐熱性が高く（-200℃～260℃）、優れた熱伝導性（2.0-4.0 W/(m·K)）を持つ
応用分野: 高温・高電力用途（例：自動車用電子機器、産業用電力デバイス）
熱伝導性ペースト アルミニウムPCB
絶縁層: 高熱伝導性シリコーン
特徴: 高熱伝導性（3.0-6.0 W/(m·K)）、優れた放熱効率
応用分野: 高電力LED、インバーター、その他の高熱流束機器
2. 熱伝導率による分類
| タイプ | 熱伝導率の範囲 | 応用 | |||
| 低熱伝導率 | 1.0-2.0 W/(m·K) | 一般的なLED照明、低電力の家電モジュール | |||
| 中程度熱伝導性 | 2.0-4.0 W/(m·K) | 自動車用電子機器、中電力電源、産業用制御モジュール | |||
| 高熱伝導性 | 4.0-6.0 W/(m・K) | 高電力LED街路灯、周波数変換装置、パワーアンプ |
3. 構造別分類
片面アルミPCB
構造： 単層銅箔＋絶縁層＋アルミ基板
特徴: 構造がシンプルで、低コスト
応用分野: シンプルな回路
両面アルミPCB
構造： 二層銅箔＋絶縁層＋アルミ基板
特徴: 複雑な回路レイアウトに対応可能で、放熱が均一
応用分野: 中電力電源、自動車用LEDドライバーモジュール
多層アルミ基板
構造： 多層銅箔＋絶縁層＋アルミ基材
特徴: 高集積化に対応し、高密度配線をサポート
応用分野: 高級自動車電子機器、産業用高電力制御装置
重要な要因
アルミベースプリント基板製造のキーファクター
| 重要な要因 | 重要要件 | 業界適用におけるポイント | |||
| 基材の選定 |
- アルミ基材の種類：一般的なアルミ基材（FR-4＋アルミコア）、高熱伝導性アルミ基材（セラミックス充填樹脂＋アルミコア） 熱伝導率：1.0～10.0 W/(m・K)（要件に応じて適合） - 断熱層の厚さ：0.1-0.3mm（放熱性と絶縁性のバランス） |
自動車・産業用制御：高熱伝導率（≥ 2.0W/(m・K)）、耐温度範囲 -40～125℃；医療機器：生体適合性＋低EMI | |||
| 断熱層プロセス |
- 接合方法：熱圧着接合（従来型）、真空接合（高精度） - 材料：エポキシ樹脂（低コスト）、ポリイミド（耐熱性）、セラミック（超高熱伝導率） |
医療機器：ハロゲンフリー、低揮発性；民生用電子機器：薄型化（≤0.15mm） | |||
| 配線加工の精度 |
- 線幅／線間隔：最小 0.1mm／0.1mm（標準）、0.075mm／0.075mm（高精度） - 銅箔の厚さ：1-3oz（電流要件に応じて適切） |
自動車・産業用制御：大電流回路（2-3oz銅箔）；民生用電子機器：高密度配線（細線幅） | |||
| 放熱構造設計 |
- アルミ基板の厚さ：1.0～3.0mm（放熱性能向上） - ビア設計：熱伝導ビア（導電性接着剤充填）、放熱ウィンドウ |
パワーデバイスPCBA：サーマルビア間隔 ≤5mm；屋外機器：サージ保護のためのアルミ基板アース接続 | |||
| はんだ付けおよび組立互換性 |
- 表面処理：スズ噴霧（従来型）、金メッキ（高精度）、OSP（環境に配慮） - はんだ付け性：260℃／10秒（3回リフロー） |
医療用PCBA：鉛フリーはんだ付け（RoHS準拠） 自動車仕様：高温はんだ付け後も反りなし（平面度 ≤0.1mm／m） |
|||
| 信頼性試験基準 |
- 電気的性能：絶縁抵抗 ≥10¹⁰Ω、耐圧 ≥2kV - 環境試験：高温・低温サイクル（-40～125℃）、湿熱エージング（85％RH／85℃） - 機械的試験：曲げ強度 ≥50MPa |
自動車用グレード：AEC-Q200認証取得済み；医療用グレード：ISO 13485適合；産業制御：IP67保護対応 |
アルミプリント基板の主な利点
| 優位性のあるカテゴリ | 基本値 | 業界アプリケーションシナリオとのマッチング | |||
| 超高熱伝導率 |
・熱伝導率が1.0～10.0 W／(m・K)で、FR-4の0.3～0.5 W／(m・K)を大きく上回る ・電力デバイスの発熱を迅速に放散し、チップ温度を20～50℃低下させる |
自動車用パワーモジュール、産業用制御高電力インバーター、医療機器用電源ユニット（高温による性能劣化を防止） | |||
| 優れた放熱安定性 |
・アルミニウム系コア材料は熱容量が大きく、温度分布が均一（温度差 ≤5℃）です。 ・サーマルアグリゲーション現象がなく、PCBAの寿命を30%以上延長します。 |
屋外産業用制御装置、自動車グレードのLED車載ランプ、家電向け急速充電ヘッド（長期間の高負荷運転時でも故障なし） | |||
| 機械的強度および反り抵抗性 |
・アルミニウム基板は剛性が強く、衝撃／振動耐性がFR-4よりも優れています。 ・高温でのはんだ付け後の平面性は ≤0.1mm/m（FR-4の0.3mm/mと比べて大幅に優れています）。 |
自動車グレード車載PCBA（走行中の振動に対応）、医療機器用精密部品（組立ギャップによる信号歪みを防止） | |||
| 環境保護とコンプライアンス |
・アルミニウムコア材料は再利用可能で、RoHS／REACH規格に準拠しています。 ・ハロゲンフリー絶縁層はオプションで選択可能で、揮発性が低く、EMIも低いです。 |
医療用グレードPCBA（ISO 13485適合）、民生用電子機器の輸出製品（欧米の環境保護要件を満たす） | |||
| 一体型設計の利点 |
・「FR-4基板＋ヒートシンク」の組み合わせに代わることができ、PCBAの組立工程を30％削減可能 ・高密度配線と放熱ウィンドウを一体化設計でサポート |
薄型民生用電子製品（例：TWSイヤホン充電ケース）、設置スペースを節約する小型産業用制御モジュール | |||
| 信頼性と安定性 |
・動作温度範囲：-40～125℃（広い温度適応性） ・絶縁抵抗は≥10¹⁰Ω、耐圧は≥2kVで、サージ耐性が強い |
自動車用グレードAEC-Q200認定製品、極端な環境下での産業用制御機器（高温・低温／湿熱条件下でも安定動作） |
製造能力（フォーム）
| PCB製造能力 | |||||
| ltem | 生産能力 | S／Mからパッド、SMTまでの最小間隔 | 0.075mm／0.1mm | めっき銅の均一性 | z90% |
| 層数 | 1~6 | レジェンドからパッド／SMTまでの最小間隔 | 0.2mm／0.2mm | パターン間の位置精度 | ±3mil(±0.075mm) |
| 生産サイズ（最小および最大） | 250mmx40mm/710mmx250mm | Ni/Au/Sn/OSP 表面処理の膜厚 | 1~6μm /0.05~0.76μm /4~20μm/ 1μm | パターンと穴の位置精度 | ±4mil (±0.1mm ) |
| 積層銅箔の厚さ | 1/3 ~ 10z | 最小サイズ E-テスト済みパッド | 8 X 8mil | 最小ライン幅/スペース | 0.045 /0.045 |
| 製品基板厚さ | 0.036~2.5mm | テストパッド間の最小スペース | 8mil | エッチング公差 | +20% 0.02mm) |
| 自動切断精度 | 半径0.1mm | 外形の最小寸法公差（外縁から回路まで） | ±0.1mm | カバーレイヤーの位置合わせ公差 | ±6ミル（±0.1 mm） |
| ドリル径（最小/最大/穴径公差） | 0.075mm/6.5mm/±0.025mm | 外形の最小寸法公差 | ±0.1mm | カバーレイヤー圧着時の接着剤余盛り公差 | 半径0.1mm |
| CNCスロットの長さおよび幅の最小割合 | 2:01:00 | 外形の最小Rコーナー半径（内側丸み角） | 0.2mm | 熱硬化性S/MおよびUV S/Mのアライメント許容差 | ±0.3mm |
| 最大アスペクト比（厚さ／穴径） | 8:01 | ゴールデンフィンガーから外形までの最小スペース | 角約0.075mm | 最小S/Mブリッジ | 半径0.1mm |
アルミ基板の積層に関するよくある質問
Q1. アルミニウムPCB基板の積層構造と標準PCBとの違いは何ですか？
A：アルミニウムベースのPCB積層構造はアルミニウム芯を使用しており、従来のFR4 PCBと比較して優れた熱伝導性を有しています。このため、効率的な放熱が求められる用途に最適な選択肢となります。
Q2. 多層アルミニウム回路基板は高い信号完全性を維持できますか？
A：設計が適切であれば、その答えは肯定的です。アルミニウム層が信号伝播に影響を与える可能性がありますが、適切な積層構造の設計、材料選定およびレイアウト技術により、多層設計においても高い信号完全性を確保できます。
Q3. アルミニウム芯の厚さはPCBの性能にどのように影響しますか？
A：より厚いアルミニウム芯は、優れた放熱性能により放熱効率を高めることが一般的です。しかし、重量が増加し、製造上の複雑さが増す可能性もあるため、厚さは他の設計要件とバランスを取る必要があります。
Q4. アルミニウム基板の積層構造は、すべての種類の電子設計に適していますか？
A：アルミニウムプリント基板の積層構造は、高電力で放熱性が求められる用途では優れた性能を発揮しますが、すべての設計で必要とされるわけではなく、経済的に採用する必要があるわけではありません。放熱管理が極めて重要となるシーンで、その最大の利点を発揮します。
Q5. アルミニウムプリント基板の積層構造における熱膨張の差異はどのように解決しますか？
A：材料の慎重な選定、適切な層の厚さ、およびビアの巧妙な使用により、熱膨張の差異を制御できます。また、一部の設計では応力緩和構造を取り入れることで、熱サイクルによる影響を最小限に抑えることも可能です。
