EN
PCB aluminium
PCB Aluminium Prestasi Tinggi untuk perubatan, industri, automotif dan elektronik pengguna—khusus dalam pengurusan haba untuk aplikasi berkuasa tinggi
aplikasi berkuasa tinggi (LED, bekalan kuasa, elektronik automotif). Pembebasan haba yang unggul, substrat aluminium ringan, ketahanan kakisan
dan konduktiviti yang boleh dipercayai dipadankan dengan prototaip 24 jam, penghantaran cepat, sokongan DFM & ujian AOI. Tahan lama, cekap dari segi haba, dan
berkesan dari segi kos untuk peranti berketumpatan kuasa tinggi.
✅ Penyebaran haba luar biasa
✅ Pengoptimuman DFM & pengesahan kualiti
✅ Fokus pada LED/automotif/elektronik kuasa
Penerangan
PCB aluminium adalah sejenis PCB khas yang terdiri daripada substrat aluminium, lapisan penebat dan kerajang tembaga. Kelebihan utamanya terletak pada peresapan haba yang cekap (dengan kekonduksian terma yang jauh melebihi FR-4 tradisional), dan ia juga mempunyai kekuatan mekanikal yang tinggi, penghadangan elektromagnetik yang baik, perlindungan alam sekitar dan pemuliharaan tenaga. Ia sesuai untuk senario berkuasa tinggi seperti pencahayaan LED dan elektronik kuasa. Kingfield boleh menyediakan rekabentuk tersuai, perkhidmatan prototaip dan pengeluaran pukal, menyokong pelbagai pilihan kekonduksian terma dan mematuhi piawaian IPC.
PCB Teras Aluminium , juga dikenali sebagai PCB teras logam atau PCB teras aluminium, adalah papan litar dengan substrat aluminium. Berbeza dengan papan gentian kaca FR4 tradisional, bahan berasaskan aluminium ini mempunyai konduktiviti terma yang baik dan boleh mengalirkan haba secara berkesan dari komponen utama, seterusnya meningkatkan kestabilan dan ketahanan papan litar dalam persekitaran berkuasa tinggi dan suhu tinggi. PCB aluminium digunakan secara meluas dalam bidang yang memerlukan pengurusan haba tinggi seperti pencahayaan LED, modul kuasa, dan elektronik automotif. pengurusan haba tinggi seperti pencahayaan LED, modul kuasa, dan elektronik automotif.
Mengapa Aluminium Digunakan dalam Papan Litar?
Aluminium digunakan dalam papan litar terutamanya kerana konduktiviti termanya yang unggul—jauh melebihi substrat FR-4 tradisional—membolehkan pembuangan haba yang cekap daripada komponen berkuasa tinggi, mengurangkan risiko panas berlebihan dan memperpanjang jangka hayat produk. Selain itu, ia menawarkan kekuatan mekanikal yang tinggi, pelindung gangguan elektromagnetik (EMI) secara semula jadi untuk menstabilkan penghantaran isyarat, dan mesra alam sekitar. Ciri-ciri ini menjadikannya sesuai untuk aplikasi berkuasa tinggi dan berhaba tinggi aplikasi seperti pencahayaan LED, elektronik automotif, dan bekalan kuasa. Kingfield memanfaatkan kelebihan ini untuk menyediakan penyelesaian Al-PCB yang disesuaikan, menyokong pelbagai keperluan konduktiviti terma dan mematuhi IPC piawaian.
Jenis Papan Litar Bercetak Aluminium
1. Dikelaskan Mengikut Bahan Lapisan Penebat
Papan litar bercetak aluminium FR-4
Lapisan Penebat: Bahan resin epoksi FR-4
Ciri-ciri: Kos rendah, kekonduksian haba sederhana (1.0-2.0 W/(m·K))
Aplikasi: Senario kuasa sederah hingga rendah (contohnya, pencahayaan LED am, modul kuasa kecil)
PCB Aluminium Poliimida (PI)
Lapisan Penebat: Polimida
Ciri-ciri: Ketahanan suhu tinggi (-200℃~260℃), kekonduksian haba yang sangat baik (2.0-4.0 W/(m·K))
Aplikasi: Senario suhu tinggi dan kuasa tinggi (contohnya, elektronik automotif, peranti kuasa industri)
Pes Lekapan Konduktif Termal Aluminium PCB
Lapisan Penebat: Silikon berkonduktiviti haba tinggi
Ciri-ciri: Kekonduktifan haba tinggi (3.0-6.0 W/(m·K)), kecekapan serakan haba yang luar biasa
Aplikasi: LED berkuasa tinggi, penyongsang, dan peralatan lain dengan ketumpatan fluks haba tinggi
2. Dikelaskan Mengikut Konduktiviti Termal
| TAIP | Julat Konduktiviti Termal | Aplikasi | |||
| Ketidakmampuan Terma Rendah | 1.0-2.0 W/(m·K) | Penerangan LED biasa, modul elektronik pengguna berkuasa rendah | |||
| Konduktiviti Termal Sederhana | 2.0-4.0 W/(m·K) | Elektronik automotif, bekalan kuasa kuasa sederhana, modul kawalan perindustrian | |||
| Ketahanan Tepu Tinggi | 4.0-6.0 W/(m·K) | Lampu jalan LED kuasa tinggi, penukar frekuensi, penguat kuasa |
3. Dikelaskan Mengikut Struktur
PCB Aluminium Satu Sisi
Struktur: Lapisan foil tembaga tunggal + lapisan penebat + substrat aluminium
Ciri-ciri: Struktur ringkas, kos rendah
Aplikasi: Litar mudah
PCB Aluminium Dua Sisi
Struktur: Dua lapisan foil tembaga + lapisan penebat + substrat aluminium
Ciri-ciri: Menyokong susun atur litar yang kompleks, peresapan haba seragam
Aplikasi: Bekalan kuasa kuasa sederhana, modul pemandu LED automotif
PCB Aluminium Berbilang Lapisan
Struktur: Kepingan tembaga berbilang lapisan + lapisan penebat + substrat aluminium
Ciri-ciri: Kamiran tinggi, menyokong pendawaian berketumpatan tinggi
Aplikasi: Elektronik automotif berkualiti tinggi, peralatan kawalan kuasa tinggi industri
Faktor utama
Faktor utama dalam pengeluaran papan litar bercetak berasaskan aluminium
| Faktor utama | Keperluan Utama | Perkara utama penyesuaian industri | |||
| Pemilihan bahan asas |
- Jenis substrat aluminium: Substrat aluminium biasa (FR-4 + teras aluminium), substrat aluminium dengan kekonduksian haba tinggi (resin diisi seramik + teras aluminium) Kekonduksian haba: 1.0-10.0 W/(m · K) (dipadankan mengikut keperluan) - Ketebalan lapisan penebat: 0.1-0.3mm (menyeimbangkan pengaliran haba dan penebatan) |
Kawalan automotif/industri: Kekonduksian haba tinggi (≥ 2.0W / (m · K)), rintangan suhu -40 hingga 125℃; Perubatan: Kebolehsuaian biologi + EMI rendah | |||
| Proses lapisan penebat haba |
- Kaedah pelekatan: Pelekat tekanan panas (konvensional), pelekat vakum (presisi tinggi) - Bahan: Resin epoksi (kos rendah), polimida (rintangan suhu tinggi), seramik (kekonduksian haba sangat tinggi) |
Peralatan perubatan: Bebas halogen, volatil rendah; Elektronik pengguna: Penipisan (≤0.15mm) | |||
| Ketepatan pembuatan garisan |
- Lebar garisan/jarak antara garisan: minimum 0.1mm/0.1mm (piawai), 0.075mm/0.075mm (presisi tinggi) - Ketebalan foil tembaga: 1-3oz (sesuai dengan keperluan arus) |
Kawalan automotif/industri: Litar arus tinggi (foil tembaga 2-3oz); Elektronik pengguna: Pemawaian ketumpatan tinggi (lebar garisan halus) | |||
| Reka bentuk struktur penyebaran haba |
- Ketebalan substrat aluminium: 1.0-3.0mm (penyebaran haba dipertingkatkan) - Reka bentuk via: Via pengalir haba (diisi dengan gam pengalir), tingkap penyebaran haba |
PCBA peranti kuasa: Jarak via terma ≤5mm; Peralatan luaran: Pembumian berasaskan aluminium untuk perlindungan lonjakan | |||
| Keserasian pematerian dan pemasangan |
- Rawatan permukaan: Semburan timah (konvensional), penyaduran emas (ketepatan tinggi), OSP (mesra alam) - Kemudahan pematerian: 260℃/10s (tiga ketuhar reflow) |
PCBA perubatan: Pematerian bebas plumbum (mematuhi RoHS) Spesifikasi automotif: Tiada kebengkokan selepas pematerian suhu tinggi (kerataan ≤0.1mm/m) |
|||
| Standard ujian kebolehpercayaan |
- Prestasi elektrik: Rintangan penebatan ≥10¹⁰Ω, voltan lompang ≥2kV - Pengujian persekitaran: Kitaran suhu tinggi dan rendah (-40 hingga 125℃), penuaan haba lembap (85% RH/85℃) - Ujian mekanikal: Kekuatan lentur ≥50MPa |
Gred automotif: Sijil AEC-Q200; Gred perubatan: Mematuhi ISO 13485; Kawalan industri: Sesuai dengan perlindungan IP67 |
Kelebihan utama papan litar bercetak aluminium
| Kategori unggul | nilai teras | Persamaan senario aplikasi industri | |||
| Konduktiviti haba ultra-tinggi |
· pekali konduktiviti haba 1.0-10.0 W/(m, K), jauh lebih tinggi daripada 0.3 FR - 4-0.5 W/(m K) · Membuang haba peranti kuasa dengan cepat dan mengurangkan suhu cip sebanyak 20-50℃ |
Modul kuasa gred automotif, inverter kuasa tinggi kawalan industri, dan unit kuasa peralatan perubatan (untuk mengelakkan penurunan prestasi akibat suhu tinggi) | |||
| Kestabilan serakan haba yang sangat baik |
· Bahan teras berbasis aluminium mempunyai kapasiti haba yang besar dan taburan suhu yang seragam (perbezaan suhu ≤5℃). · Tiada fenomena pengumpulan haba, yang memanjangkan jangka hayat PCBA sebanyak lebih daripada 30% |
Peralatan kawalan industri luaran, lampu kenderaan LED taraf automotif, pengecas pantas untuk elektronik pengguna (tiada kegagalan semasa operasi beban tinggi jangka panjang) | |||
| Kekuatan mekanikal dan rintangan lengkungan |
· Substrat aluminium mempunyai kekukuhan yang kuat dan rintangan hentaman/getaran lebih unggul berbanding FR-4 · Keteraturan selepas kimpalan suhu tinggi adalah ≤0.1mm/m (jauh lebih unggul berbanding 0.3mm/m bagi FR-4). |
PCBA kendaraan taraf automotif (disesuaikan dengan getaran pemanduan), komponen presisi peralatan perubatan (mengelakkan penyongsangan isyarat yang disebabkan oleh ruang pemasangan) | |||
| Perlindungan Alam Sekitar dan Kepatuhan |
· Bahan teras aluminium boleh dikitar semula dan mematuhi piawaian RoHS/REACH · Lapisan penebat bebas halogen adalah pilihan, dengan volatil rendah dan EMI rendah |
PCBA perubatan (mematuhi ISO 13485), produk eksport elektronik pengguna (memenuhi keperluan perlindungan alam sekitar di Eropah dan Amerika) | |||
| Kelebihan reka bentuk bersepadu |
· Ia boleh menggantikan gabungan "substrat FR-4 + perolakan haba", mengurangkan proses pemasangan PCBA sebanyak 30% · Ia menyokong reka bentuk bersepadu pendawaian berketumpatan tinggi dan tingkap pelangsingan haba |
Produk elektronik pengguna yang nipis (seperti kes pengecas fon telinga TWS), modul kawalan industri padat (menjimatkan ruang pemasangan) | |||
| Kebolehpercayaan dan Kestabilan |
· Julat suhu pengendalian: -40 hingga 125℃ (kebolehsesuaian suhu luas) · Rintangan penebat adalah ≥10¹⁰Ω, voltan lompang adalah ≥2kV, dan mempunyai rintangan lonjakan yang kuat |
Produk bermutu automotif AEC-Q200 disahkan, peralatan kawalan industri untuk persekitaran ekstrem (pengendalian stabil di bawah keadaan suhu tinggi/rendah dan haba lembap) |
Kemampuan Pengilangan (Bentuk)
| Keupayaan Pembuatan PCB | |||||
| - Saya akan pergi. | Kemampuan Pengeluaran | Jarak min untuk S/M ke pad, ke SMT | 0.075mm/0.1mm | Kehomogenan Cu penyaduran | z90% |
| Bilangan Lapisan | 1~6 | Jarak min untuk legenda ke pad/ke SMT | 0.2mm/0.2mm | Ketepatan corak kepada corak | ±3mil(±0.075mm) |
| Saiz pengeluaran (Min & Maks) | 250mmx40mm/710mmx250mm | Ketebalan rawatan permukaan untuk Ni/Au/Sn/OSP | 1~6um /0.05~0.76um /4~20um/ 1um | Ketepatan corak kepada lubang | ±4mil (±0.1mm ) |
| Ketebalan tembaga pada laminasi | 113 ~ 10z | Saiz min pad yang diuji E- | 8 X 8mil | Lebar garisan/ruang min | 0.045 /0.045 |
| Ketebalan papan produk | 0.036~2.5mm | Ruang min antara pad yang diuji | 8mil | Toleransi pengukiran | +20% 0.02mm) |
| Ketepatan pemotongan automatik | 0.1mm | Toleransi dimensi min untuk lakaran (tepi luar ke litar) | ±0.1mm | Toleransi penyelarasan lapisan penutup | ±6mil (±0.1 mm) |
| Saiz gerudi (Min/Maks/toleransi saiz lubang) | 0.075mm/6.5mm/±0.025mm | Toleransi dimensi min untuk lakaran | ±0.1mm | Toleransi pelekat berlebihan untuk menekan C/L | 0.1mm |
| Peratusan min untuk panjang dan lebar slot CNC | 2:01:00 | Jejari sudut R min bagi lakaran luar (sudut bersudut dalam) | 0.2mm | Toleransi penyelarasan untuk S/M thermostet dan S/M UV | ±0.3mm |
| nisbah aspek maksimum (ketebalan/diameter lubang) | 8:01 | Jarak min jari emas ke lakaran luar | 0.075mm | Jambatan S/M min | 0.1mm |
Soalan lazim mengenai pelapisan papan PCB aluminium
S1. Apakah perbezaan antara struktur susunan papan PCB aluminium dan PCB piawai?
A: Struktur susunan PCB berbasis aluminium menggunakan teras aluminium dan, berbanding PCB FR4 tradisional, mempunyai kekonduksian haba yang lebih unggul. Ini menjadikannya pilihan ideal untuk aplikasi yang memerlukan peresapan haba yang cekap.
S2. Bolehkah papan litar aluminium berbilang lapisan mengekalkan integriti isyarat yang tinggi?
J: Jawapannya adalah ya, selagi reka bentuknya sesuai. Walaupun lapisan aluminium boleh mempengaruhi perambatan isyarat, perancangan struktur susunan, pemilihan bahan dan teknik susun atur yang munasabah boleh memastikan integriti isyarat yang tinggi dalam reka bentuk berbilang lapisan.
S3. Bagaimanakah ketebalan teras aluminium mempengaruhi prestasi PCB?
J: Teras aluminium yang lebih tebal biasanya boleh meningkatkan kecekapan peresapan haba melalui prestasi peresapan haba yang lebih baik. Namun, ia juga akan menambah berat dan mungkin meningkatkan kerumitan pembuatan, maka ketebalan perlu diseimbangkan dengan keperluan reka bentuk lain.
Q4. Adakah struktur susunan papan litar aluminium sesuai untuk semua jenis rekabentuk elektronik?
A: Walaupun struktur susunan papan litar bercetak aluminium berprestasi baik dalam aplikasi dengan keperluan kuasa tinggi dan pembuangan haba tinggi, tidak semua rekabentuk memerlukannya atau menggunakannya secara ekonomik. Mereka mempunyai kelebihan paling besar dalam senario di mana pengurusan pembuangan haba adalah sangat penting.
Q5. Bagaimanakah cara menyelesaikan perbezaan pengembangan haba dalam struktur berlapis papan litar bercetak aluminium?
A: Pemilihan bahan yang teliti, ketebalan lapisan yang sesuai, dan penggunaan via yang bijak boleh membantu mengawal perbezaan pengembangan haba. Sesetengah rekabentuk juga menggabungkan struktur pelepasan tekanan untuk meminimumkan kesan kitaran haba.
