EN
Płytki aluminiowe
Wysokowydajne płytki z aluminium PCB do zastosowań medycznych, przemysłowych, motoryzacyjnych i w elektronice użytkowej — specjalizacja w zarządzaniu ciepłem dla wysokoprądowych
zastosowań (LED, zasilanie, elektronika motoryzacyjna). Wyższa rozpraszanie ciepła, lekki podłoże aluminiowe, korozja
odporność i niezawodna przewodność w parze z 24h prototypowania, szybkiej dostawy, wsparcia DFM i AOI testów. Trwałe, cieplnie wydajne i
efektywne pod względem kosztów dla urządzeń o dużej zawartości energii.
✅ Niezwykła odprowadzanie ciepła
✅ Optymalizacja DFM i weryfikacja jakości
✅ Specjalizacja w LED/ motoryzacji/ elektronice mocy
Opis
Czym jest płyta drukowana aluminiowa?
Płytki aluminiowe jest specjalnym typem płyty drukowanej składającym się z podłoża aluminiowego, warstwy izolacyjnej i folii miedzianej. Jej główną zaletą jest skuteczne odprowadzanie ciepła , i to charakteryzuje się wysoką wytrzymałością mechaniczną, dobrą ochroną elektromagnetyczną, ochroną środowiska i oszczędnością energii. Nadaje się do zastosowań o dużej mocy, takich jak oświetlenie LED i elektronika mocy. Kingfield może zapewnić usługi projektowania na zamówienie, prototypowania i produkcji seryjnej, obsługuje różne opcje przewodności cieplnej oraz spełnia normy IPC.
Płytka obwodu drukowanego z aluminiową podłożem , znane również jako płyta obwodu drukowanego z rdzeniem metalowym lub z rdzeniem aluminiowym, to płytka obwodu drukowanego z podłożem aluminiowym. W przeciwieństwie do tradycyjnych płyt z włókna szklanego FR4, ten materiał na bazie aluminium charakteryzuje się dobrą przewodnością cieplną i może efektywnie odprowadzać ciepło od kluczowych komponentów, poprawiając w ten sposób stabilność i trwałość płytki obwodu drukowanego w warunkach wysokiej mocy i temperatury. Płytki z podłożem aluminiowym są szeroko stosowane w dziedzinach wymagających efektywnego zarządzania ciepłem, takich jak oświetlenie LED, moduły zasilające i elektronika samochodowa. zarządzania ciepłem, takich jak oświetlenie LED, moduły zasilające i elektronika samochodowa.
Dlaczego stosuje się aluminium w płytach obwodów drukowanych?
Aluminium jest stosowane w płytach obwodów drukowanych przede wszystkim ze względu na znacznie lepsze przewodnictwo cieplne w porównaniu do tradycyjnych podłoży FR-4, umożliwiając efektywne odprowadzanie ciepła od komponentów o dużej mocy, redukując ryzyko przegrzania i wydłużając długie żywotność produktu. Dodatkowo oferuje wysoką wytrzymałość mechaniczną, naturalne ekranowanie przed zakłóceniami elektromagnetycznymi (EMI) zapewniające stabilną transmisję sygnału oraz przyjazność dla środowiska. Te właściwości czynią go idealnym rozwiązaniem dla zastosowań o dużej mocy i wysokim wydzielaniu ciepła aplikacje takie jak oświetlenie LED, elektronika samochodowa i zasilacze. Kingfield wykorzystuje te zalety, oferując spersonalizowane rozwiązania Al-PCB, wspierające różne wymagania dotyczące przewodnictwa cieplnego oraz zgodne z normą IPC standardami.
Typy płytek drukowanych z aluminium
1. Klasyfikacja według materiału warstwy izolacyjnej
Płytki drukowane aluminiowe FR-4
Warstwa izolacyjna: Materiał epoksydowy FR-4
Cechy: Niski koszt, średnia przewodność cieplna (1,0–2,0 W/(m·K))
Zastosowania: Scenariusze o średniej i niskiej mocy Aluminiowa płytka drukowana z poliimidem (PI)
Warstwa izolacyjna: Poliamid
Cechy: Odporność na wysokie temperatury (-200℃~260℃), doskonała przewodność cieplna (2,0–4,0 W/(m·K))
Zastosowania: Scenariusze o wysokiej temperaturze i dużej mocy
Płyta obwodu drukowanego z aluminium z pastą termoprzewodzącą
Warstwa izolacyjna: Silikon o wysokiej przewodności cieplnej
Cechy: Wysoka przewodność cieplna (3,0–6,0 W/(m·K)), doskonała efektywność odprowadzania ciepła
Zastosowania: Diody LED dużej mocy, inwertery oraz inne urządzenia o dużej gęstości strumienia cieplnego
2. Klasyfikacja według przewodności cieplnej
| Typ | Zakres przewodności cieplnej | Zastosowania | |||
| Niska przewodność cieplna | 1,0–2,0 W/(m·K) | Ogólne oświetlenie LED, moduły elektroniki konsumenckiej o małej mocy | |||
| Średnia przewodność cieplna | 2,0–4,0 W/(m·K) | Elektronika samochodowa, zasilacze o średniej mocy, moduły sterowania przemysłowego | |||
| Wysoka przewodność cieplna | 4,0–6,0 W/(m·K) | Lampy uliczne LED o dużej mocy, falowniki, wzmacniacze mocy |
3. Klasyfikacja według struktury
- Jednostronna płyta drukowana z aluminiową podłożem
Struktura: Warstwa jednej folii miedzianej + warstwa izolacyjna + podłoże aluminiowe
Cechy: Prosta konstrukcja, niski koszt
Zastosowania: Proste obwody
- Dwustronna płyta drukowana z aluminiową podłożem
Struktura: Dwie warstwy folii miedzianej + warstwa izolacyjna + podłoże aluminiowe
Cechy: Obsługuje złożone układów obwodów, jednolite odprowadzanie ciepła
Zastosowania: Zasilacze średniej mocy, moduły sterujące LED w pojazdach samochodowych
- Wielowarstwowa płytka PCB z aluminium
Struktura: Wielowarstwowa folia miedziana + warstwa izolacyjna + podłoże aluminiowe
Cechy: Wysoka integracja, obsługa prowadzenia drutów o dużej gęstości
Zastosowania: Zaawansowana elektronika samochodowa, przemysłowe urządzenia sterujące o dużej mocy
Kluczowe czynniki
Kluczowe czynniki w produkcji płytek drukowanych na bazie aluminium
| Kluczowe czynniki | Podstawowe wymaganie | Kluczowe aspekty adaptacji branżowych | |||
| Wybór materiału podstawowego |
- Typy podłoża aluminiowego: typowe podłoże aluminiowe (FR-4 + rdzeń aluminiowy), podłoże aluminiowe o wysokiej przewodności cieplnej Przewodność cieplna: 1,0–10,0 W/(m·K) (dostosowane zgodnie z wymaganiami) - Grubość warstwy izolacyjnej: 0,1–0,3 mm (równoważenie przewodzenia i izolacji cieplnej) |
Sterowanie pojazdami/przemysłowe: Wysoka przewodność cieplna (≥ 2,0 W/(m·K)), odporność na temperatury od -40 do 125℃; Medycyna: Biokompatybilność + niska emisja EMI | |||
| Proces warstwy izolacji termicznej |
- Metody łączenia: Spajanie gorące (konwencjonalne), łączenie w próżni (wysoka precyzja) - Materiały: żywica epoksy (niski koszt), poliimid, ceramika |
Sprzęt medyczny: Bezwęglowy, niska lotność; Elektronika użytkowa: Cienkowanie (≤0,15 mm) | |||
| Precyzja wyrobu linii |
- Szerokość linii/odstęp między liniami: minimalnie 0,1 mm/0,1 mm (standard), 0,075 mm/0,075 mm (wysoka precyzja) - Grubość folii miedzianej: 1–3 uncje (dostosowane do wymagań prądowych) |
Zasilanie przemysłowe/kontrola: obwody wysokoprądowe (2-3 uncje folii miedzianej); elektronika użytkowa: przewody o dużej gęstości (cienka szerokość linii) | |||
| Projekt struktury odprowadzania ciepła |
- Grubość podłoża aluminiowego: 1,0-3,0 mm (ulepszona dyfuzja ciepła) - Projekt przejścia: przejście termoprzewodne (wypełnione przewodzącym klejem), okno odprowadzania ciepła |
PCBA urządzeń mocy: odstęp termicznych przejść ≤5 mm; urządzenia zewnętrzne: uziemienie na podłożu aluminiowym do ochrony przed przepięciami | |||
| Zgodność z procesami lutowania i montażu |
- Warstwa powierzchniowa: powlekanie cyną (konwencjonalne), powlekanie złotem (wysoka precyzja), OSP (przyjazne dla środowiska) - Łączność lutownicza: 260℃/10 s (trzy piece do lutowania powietrzem gorącym) |
PCBA medyczne: lutowanie bezolowiowe (zgodne z RoHS); specyfikacja motoryzacyjna: brak wyginania po lutowaniu w wysokiej temperaturze (płaskość ≤0,1 mm/m) |
|||
| Standard testów niezawodności |
- Właściwości elektryczne: Oporność izolacji ≥10¹⁰Ω, napięcie przebicia ≥2kV - Badania środowiskowe: Cykl zmian temperatury wysokiej i niskiej (-40 do 125℃), starzenie wilgotnym ciepłem (85% RH/85℃) - Badania mechaniczne: Wytrzymałość na zginanie ≥50MPa |
Klasa samochodowa: Certyfikat AEC-Q200; Klasa medyczna: Zgodność z ISO 13485; Sterowanie przemysłowe: Kompatybilne z ochroną IP67 |
Główne zalety płytek drukowanych z podłożem aluminiowym
| Kategoria korzystnych cech | wartość podstawowa | Dopasowanie scenariuszy zastosowań przemysłowych | |||
| Nadzwyczajna przewodność termiczna |
· współczynnik przewodności cieplnej 1,0-10,0 W/(m·K), znacznie wyższy niż 0,3 FR-4-0,5 W/(m·K) · Szybkie odprowadzanie ciepła z urządzeń mocy i obniżenie temperatury chipu o 20-50℃ |
Moduły mocy do zastosowań motoryzacyjnych, przemysłowe inwertery wysokiej mocy oraz jednostki zasilające urządzeń medycznych | |||
| Doskonała stabilność odprowadzania ciepła |
· Materiały rdzeniowe na bazie aluminium charakteryzują się dużą pojemnością cieplną i jednolitym rozkładem temperatury (różnica temperatur ≤5℃). · Brak zjawiska koncentracji ciepła, co wydłuża żywotność płytek PCBA o ponad 30% |
Przemysłowe urządzenia do zastosowań zewnętrznych, samochodowe lampy LED klasy automotive, głowice szybkiego ładowania do urządzeń elektronicznych użytku (bezawaryjna praca przy długotrwałym obciążeniu) | |||
| Wytrzymałość mechaniczna i odporność na wyginanie |
· Podłoże aluminiowe charakteryzuje się dużą sztywnością, a jego odporność na uderzenia/wibracje jest lepsza niż w przypadku FR-4 · Płaskość po spoinowaniu w wysokiej temperaturze wynosi ≤0,1 mm/m (znacznie lepsza niż 0,3 mm/m dla FR-4). |
Płytki PCBA klasy automotive (przystosowane do wibracji podczas jazdy), precyzyjne komponenty sprzętu medycznego (unikanie zniekształceń sygnału spowodowanych luzami montażowymi) | |||
| Ochrona środowiska i zgodność |
· Materiał aluminiowy w rdzeniu nadaje się do recyklingu i spełnia normy RoHS/REACH · Warstwa izolacyjna bezhalogenowa jest opcjonalna, cechuje się niską lotnością i niskim poziomem EMI |
Płytki drukowane medyczne (zgodne z ISO 13485), produkty eksportowe do urządzeń elektronicznych użytku (spełniające wymagania dotyczące ochrony środowiska w Europie i Ameryce) | |||
| Zalety zintegrowanej konstrukcji |
· Może zastąpić kombinację „podłoże FR-4 + radiator”, zmniejszając proces montażu płytki drukowanej o 30% · Obsługuje zintegrowaną konstrukcję gęstych ścieżek i okienek odprowadzania ciepła |
Cienkie produkty elektroniki użytkowej, kompaktowe moduły sterowania przemysłowego (oszczędność miejsca montażowego) | |||
| Niezawodność i stabilność |
· Zakres temperatur pracy: -40 do 125℃ · Rezystancja izolacji wynosi ≥10¹⁰Ω, napięcie przebicia ≥2kV, wysoka odporność na przepięcia |
Produkty certyfikowane zgodnie z normą AEC-Q200 dla zastosowań motoryzacyjnych, sprzęt kontrolny przemysłowy do ekstremalnych warunków środowiskowych |
Możliwości produkcyjne
| Możliwości produkcji PCB | |||||
| element | Zdolność produkcyjna | Minimalna odległość S/M do płytki, do SMT | 0.075mm/0.1mm | Jednorodność miedzi galwanicznej | z90% |
| Liczba warstw | 1~40 | Minimalna przestrzeń dla legendy do padu/SMT | 0,2 mm/0,2 mm | Dokładność wzoru do wzoru | ±3 mil (±0,075 mm) |
| Rozmiar produkcji (min. i maks.) | 250 mm x 40 mm / 710 mm x 250 mm | Grubość warstwy powierzchniowej dla Ni/Au/Sn/OSP | 1–6 µm / 0,05–0,76 µm / 4–20 µm / 1 µm | Dokładność wzoru do otworu | ±4 mil (±0,1 mm) |
| Grubość miedzi warstwy laminatu | 1/3 ~ 10z | Minimalny rozmiar pola testowego E- | 8 X 8mil | Minimalna szerokość linii/przerwa | 0.045 /0.045 |
| Grubość płyty produktu | 0.036~2.5mm | Minimalna odległość między polami testowymi | 8mil | Tolerancja trawienia | +20% 0,02 mm) |
| Dokładność automatycznego cięcia | 0,1mm | Minimalna tolerancja wymiaru obrysu (od krawędzi zewnętrznej do obwodu) | ±0,1 mm | Tolerancja dopasowania warstwy ochronnej | ±6 mil (±0,1 mm) |
| Wielkość wiercenia (min/maks/tolerancja wielkości otworu) | 0,075 mm/6,5 mm/±0,025 mm | Minimalna tolerancja wymiaru obrysu | ±0,1 mm | Tolerancja nadmiaru kleju przy prasowaniu C/L | 0,1mm |
| Minimalny procent długości i szerokości gniazda CNC | ≤0.5% | Minimalny promień zaokrąglenia narożnika konturu (wewnętrzny narożnik zaokrąglony) | 0,2 mm | Dopuszczalne odchylenie dopasowania dla laminatów termoutwardzalnych S/M i S/M utwardzanych UV | ±0,3mm |
| maksymalny współczynnik proporcji (grubość/średnica otworu) | 8:1 | Minimalna odległość palców złotych od konturu | 0,075 mm | Minimalna mostka S/M | 0,1mm |
Często zadawane pytania dotyczące laminowania płytek drukowanych z aluminium
Q1. Jakie są różnice między strukturą warstwową płytki drukowanej z aluminium a standardową płytką PCB?
A: Konstrukcja warstwowa PCB z rdzeniem aluminiowym wykorzystuje aluminiowy rdzeń i w porównaniu do tradycyjnych płyt PCB FR4 charakteryzuje się lepszą przewodnością cieplną. Dzięki temu stanowi idealny wybór w zastosowaniach wymagających skutecznego odprowadzania ciepła.
Q2. Czy wielowarstwowa płyta obwodu aluminiowego może zachować wysoką integralność sygnału?
A: Odpowiedź brzmi twierdząco, o ile projekt jest odpowiedni. Mimo że warstwa aluminiowa może wpływać na propagację sygnału, odpowiednie planowanie struktury warstwowej, wybór materiałów oraz techniki rozmieszczenia pozwalają zapewnić wysoką integralność sygnału w wielowarstwowych konstrukcjach.
Q3. W jaki sposób grubość aluminiowego rdzenia wpływa na wydajność płytki PCB?
A: Grubsze rdzenie aluminiowe zazwyczaj mogą poprawić efektywność odprowadzania ciepła dzięki lepszej wydajności chłodzenia. Jednak wiąże się to również ze wzrostem wagi i może zwiększyć złożoność produkcji, dlatego należy dobrać odpowiednią równowagę między grubością a innymi wymaganiami projektowymi.
Czy struktura warstwowa płytki obwodu aluminiowego jest odpowiednia dla wszystkich typów projektów elektronicznych?
Chociaż warstwowe struktury płyt obwodów drukowanych aluminiowych dobrze sprawdzają się w zastosowaniach wymagających dużej mocy i intensywnego odprowadzania ciepła, nie wszystkie projekty potrzebują ich lub opłacalnie mogą je stosować. Mają one największe zalety w scenariuszach, w których zarządzanie odprowadzaniem ciepła ma krytyczne znaczenie.
Jak rozwiązać różnicę rozszerzalności termicznej w laminowanej strukturze aluminiowych płyt obwodów drukowanych?
Staranne doboru materiałów, odpowiedniej grubości warstw oraz sprytnego wykorzystania przelotek można kontrolować różnice w rozszerzalności termicznej. Niektóre projekty wykorzystują również struktury redukujące naprężenia, aby zminimalizować wpływ cykli termicznych.
