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PCB de alumínio
PCBs de alumínio de alto desempenho para aplicações médicas, industriais, automotivas e eletrônicas de consumo — especializados no gerenciamento térmico para altas
aplicações de potência (LEDs, fontes de alimentação, eletrônicos automotivos). Dissipação térmica superior, substrato leve de alumínio, resistência à corrosão e condutividade confiável combinadas
com prototipagem em 24h, entrega rápida, suporte a DFM e testes AOI. duráveis, termicamente eficientes e
economicamente eficazes para dispositivos de alta densidade de potência.
✅ Dissipação de calor excepcional
✅ Otimização DFM e validação de qualidade
✅ Foco em LED/automotivo/eletrônica de potência
Descrição
PCB de alumínio é um tipo especial de PCB composto por um substrato de alumínio, camada isolante e folha de cobre. Sua principal vantagem reside na dissipação eficiente de calor (com uma condutividade térmica muito superior à do tradicional FR-4), e ela também apresenta alta resistência mecânica, boa blindagem eletromagnética, proteção ambiental e conservação de energia. É adequada para cenários de alta potência, como iluminação LED e eletrônica de potência. A Kingfield pode fornecer design personalizado, serviços de prototipagem e produção em massa, suporte a várias opções de condutividade térmica e conformidade com os padrões IPC.
PCB com Núcleo de Alumínio , também conhecido como PCB de núcleo metálico ou PCB de núcleo de alumínio, é uma placa de circuito com substrato de alumínio. Diferentemente das placas tradicionais de fibra de vidro FR4, este material à base de alumínio possui boa condutividade térmica e pode conduzir efetivamente o calor longe de componentes essenciais, melhorando assim a estabilidade e durabilidade da placa de circuito em ambientes de alta potência e alta temperatura. Os PCBs de alumínio são amplamente utilizados em áreas com requisitos elevados de gerenciamento térmico, como iluminação LED, módulos de potência e eletrônicos automotivos. gerenciamento térmico, como iluminação LED, módulos de potência e eletrônicos automotivos.
Por que o Alumínio é Utilizado em Placas de Circuito?
O alumínio é utilizado em placas de circuito principalmente por sua excelente condutividade térmica — muito superior aos substratos tradicionais FR-4 — permitindo a dissipação eficiente de calor proveniente de componentes de alta potência, reduzindo riscos de superaquecimento e prolongando vida útil do produto. Além disso, oferece alta resistência mecânica, blindagem natural contra interferência eletromagnética (EMI) para estabilizar a transmissão de sinal e baixo impacto ambiental. Essas propriedades tornam-no ideal para aplicações de alta potência e alto calor aplicações como iluminação LED, eletrônicos automotivos e fontes de alimentação. A Kingfield aproveita essas vantagens para fornecer soluções personalizadas de Al-PCB, atendendo a diversas exigências de condutividade térmica e cumprindo com a IPC padrões.
Tipos de PCB de Alumínio
1. Classificado pelo Material da Camada de Isolamento
Placas de circuito impresso em alumínio FR-4
Camada de isolamento: Material de resina epóxi FR-4
Características: Baixo custo, condutividade térmica média (1,0-2,0 W/(m·K))
Aplicações: Cenários de média a baixa potência (por exemplo, iluminação LED geral, módulos de pequena potência)
Placa de circuito impresso em alumínio com poliimida (PI)
Camada de isolamento: Poliimida
Características: Resistência a altas temperaturas (-200 °C ~ 260 °C), excelente condutividade térmica (2,0-4,0 W/(m·K))
Aplicações: Cenários de alta temperatura e alta potência (por exemplo, eletrônicos automotivos, dispositivos industriais de potência)
Pasta Condutora Térmica com PCB de Alumínio
Camada de isolamento: Silicone com alta condutividade térmica
Características: Alta condutividade térmica (3,0-6,0 W/(m·K)), eficiência excepcional na dissipação de calor
Aplicações: LEDs de alta potência, inversores e outros equipamentos com alta densidade de fluxo de calor
2. Classificado por Condutividade Térmica
| Tipo | Faixa de Condutividade Térmica | Aplicações | |||
| Baixa Condutividade Térmica | 1,0-2,0 W/(m·K) | Iluminação LED comum, módulos eletrônicos de baixa potência | |||
| Condutividade Térmica Média | 2,0-4,0 W/(m·K) | Eletrônica automotiva, fontes de alimentação de média potência, módulos de controle industrial | |||
| Alta Condutividade Térmica | 4,0-6,0 W/(m·K) | Luminárias de LED de alta potência, conversores de frequência, amplificadores de potência |
3. Classificados por Estrutura
PCB de Alumínio Simples Face
Estrutura: Camada simples de folha de cobre + camada isolante + substrato de alumínio
Características: Estrutura simples, baixo custo
Aplicações: Circuitos simples
PCB de Alumínio Dupla Face
Estrutura: Duas camadas de folha de cobre + camada isolante + substrato de alumínio
Características: Suporta layouts de circuitos complexos, dissipação de calor uniforme
Aplicações: Fontes de alimentação de média potência, módulos automotivos controladores de LED
PCB de alumínio multicamada
Estrutura: Folha de cobre multicamada + camada de isolamento + substrato de alumínio
Características: Alta integração, suporta fiação de alta densidade
Aplicações: Eletrônicos automotivos de alta gama, equipamentos industriais de controle de alta potência
Fatores-chave
Fatores-chave na fabricação de placas de circuito impresso com base de alumínio
| Fatores-chave | Requisito Fundamental | Pontos principais da adaptação industrial | |||
| Seleção do material básico |
- Tipos de substrato de alumínio: Substrato de alumínio comum (FR-4 + núcleo de alumínio), substrato de alumínio de alta condutividade térmica (resina com enchimento cerâmico + núcleo de alumínio) Condutividade térmica: 1,0-10,0 W/(m · K) (compatível conforme necessário) - Espessura da camada de isolamento: 0,1-0,3 mm (equilibrando condução térmica e isolamento) |
Controle automotivo/industrial: Alta condutividade térmica (≥ 2,0 W/(m · K)), resistência à temperatura de -40 a 125 ℃; Médico: Biocompatibilidade + baixa EMI | |||
| Processo de camada de isolamento térmico |
- Métodos de ligação: Laminação a quente (convencional), ligação a vácuo (alta precisão) - Materiais: Resina epóxi (baixo custo), poliimida (resistente a altas temperaturas), cerâmica (ultra-alta condutividade térmica) |
Equipamentos médicos: Isento de halogênios, baixa volatilidade; Eletrônicos de consumo: Redução de espessura (≤ 0,15 mm) | |||
| Precisão na fabricação das trilhas |
- Largura/espaçamento das trilhas: mínimo 0,1 mm/0,1 mm (padrão), 0,075 mm/0,075 mm (alta precisão) - Espessura da folha de cobre: 1-3 oz (adequada para requisitos de corrente) |
Controle automotivo/industrial: Circuitos de alta corrente (folha de cobre de 2-3 oz); Eletrônicos de consumo: Fiação de alta densidade (pequena largura de trilha) | |||
| Design da estrutura de dissipação de calor |
- Espessura do substrato de alumínio: 1,0-3,0 mm (dissipação de calor aprimorada) - Design de via: Via térmica condutiva (preenchida com adesivo condutivo), janela de dissipação de calor |
PCBA para dispositivos de potência: espaçamento de vias térmicas ≤5 mm; Equipamento para ambientes externos: Aterramento com base de alumínio para proteção contra surtos | |||
| Compatibilidade com soldagem e montagem |
- Tratamento superficial: Pulverização de estanho (convencional), galvanoplastia a ouro (alta precisão), OSP (ecologicamente correto) - Soldabilidade: 260 °C/10 s (três fornos de refluxo) |
PCBA médica: Soldagem sem chumbo (conforme RoHS) Especificação automotiva: Sem empenamento após soldagem em alta temperatura (planicidade ≤0,1 mm/m) |
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| Padrão de teste de confiabilidade |
- Desempenho elétrico: Resistência de isolamento ≥10¹⁰ Ω, tensão de ruptura ≥2 kV - Testes ambientais: Ciclagem de alta e baixa temperatura (-40 a 125℃), envelhecimento em calor úmido (85% UR/85℃) - Teste mecânico: Resistência à flexão ≥50MPa |
Classe automotiva: Certificação AEC-Q200; Classe médica: Conforme ISO 13485; Controle industrial: Compatível com proteção IP67 |
As principais vantagens dos circuitos impressos de alumínio
| Categoria vantajosa | valor de base | Correspondência de cenário de aplicação industrial | |||
| Condutividade térmica ultra-alta |
· Coeficiente de condutividade térmica de 1,0-10,0 W/(m, K), muito superior ao FR-4 (0,3-0,5 W/(m, K)) · Dissipa rapidamente o calor de dispositivos de potência e reduz a temperatura do chip em 20-50℃ |
Módulos de potência automotivos, inversores industriais de alta potência e unidades de alimentação para equipamentos médicos (para evitar degradação de desempenho causada por altas temperaturas) | |||
| Excelente estabilidade de dissipação de calor |
· Materiais de núcleo à base de alumínio possuem grande capacidade térmica e distribuição uniforme de temperatura (diferença de temperatura ≤5℃). · Não há fenômeno de agregação térmica, o que prolonga a vida útil da PCBA em mais de 30% |
Equipamentos industriais para ambientes externos, lâmpadas LED automotivas, cabeças de carregamento rápido para eletrônicos de consumo (sem falhas durante operação prolongada com alta carga) | |||
| Resistência mecânica e resistência à empenagem |
· O substrato de alumínio possui alta rigidez, e sua resistência a impactos/vibrações é superior à do FR-4 · A planicidade após soldagem em alta temperatura é ≤0,1 mm/m (muito superior ao FR-4, que apresenta 0,3 mm/m). |
PCBA automotivo (adaptado às vibrações durante a condução), componentes de precisão para equipamentos médicos (evitando distorção de sinal causada por folgas de montagem) | |||
| Proteção Ambiental e Conformidade |
· O material de núcleo de alumínio é reciclável e está em conformidade com as normas RoHS/REACH · Camada isolante sem halogênio é opcional, com baixa volatilidade e baixa EMI |
PCBA de grau médico (conforme ISO 13485), produtos de exportação de eletrônicos de consumo (atendendo aos requisitos de proteção ambiental na Europa e América) | |||
| Vantagens do design integrado |
· Pode substituir a combinação de "substrato FR-4 + dissipador de calor", reduzindo o processo de montagem do PCBA em 30% · Suporta um design integrado com fiação de alta densidade e janelas de dissipação de calor |
Produtos eletrônicos finos de consumo (como cases de carregamento para fones TWS), módulos compactos de controle industrial (economizando espaço de instalação) | |||
| Confiabilidade e Estabilidade |
· Faixa de temperatura operacional: -40 a 125 °C (adaptação a ampla faixa de temperatura) · A resistência de isolamento é ≥10¹⁰ Ω, a tensão de ruptura é ≥2 kV, e possui forte resistência a surtos |
Produtos certificados de grau automotivo AEC-Q200, equipamentos de controle industrial para ambientes extremos (operação estável em condições de alta e baixa temperatura/umidade térmica) |
Capacidades de Fabricação (Forma)
| Capacidade de Fabricação de PCB | |||||
| item | Capacidade de Produção | Espaço mínimo para S/M até pad, até SMT | 0.075mm/0.1mm | Homogeneidade do Cobre de Galvanoplastia | z90% |
| Número de Camadas | 1~6 | Espaço mínimo da legenda até pad/até SMT | 0.2mm/0.2mm | Precisão do padrão para padrão | ±3mil (±0,075 mm) |
| Tamanho de produção (mín. e máx.) | 250 mm x 40 mm / 710 mm x 250 mm | Espessura do tratamento superficial para Ni/Au/Sn/OSP | 1~6 μm / 0,05~0,76 μm / 4~20 μm / 1 μm | Precisão do padrão para furo | ±4 mil (±0,1 mm) |
| Espessura de cobre da laminação | 113 ~ 10z | Tamanho mínimo E- teste pad | 8 X 8mil | Largura mínima de linha/espaço | 0,045 /0,045 |
| Espessura da placa do produto | 0,036~2,5mm | Espaço mínimo entre pads de teste | 8mil | Tolerância de gravação | +20% 0,02mm) |
| Precisão de corte automático | 0,1mm | Tolerância mínima de dimensão do contorno (borda externa até circuito) | ±0,1mm | Tolerância de alinhamento da camada de proteção | ±6mil (±0,1 mm) |
| Tamanho do furo (Mín/Máx/tolerância de tamanho do furo) | 0,075 mm/6,5 mm/±0,025 mm | Tolerância mínima de dimensão do contorno | ±0,1mm | Tolerância de adesivo excessivo para prensagem C/L | 0,1mm |
| Percentual mínimo para comprimento e largura de ranhura CNC | 2:01:00 | Raio mínimo do canto R do contorno (canto interno arredondado) | 0,2 mm | Tolerância de alinhamento para S/M termofixo e S/M UV | ± 0,3 mm |
| relação máxima de aspecto (espessura/diâmetro do furo) | 8:01 | Espaço mínimo do contato dourado até o contorno | 0,075 mm | Ponte mínima de S/M | 0,1mm |
Perguntas frequentes sobre a laminação de placas PCB de alumínio
P1. Quais são as diferenças entre a estrutura em camadas da placa de PCB de alumínio e o PCB padrão?
A: A estrutura de empilhamento de PCB baseada em alumínio utiliza um núcleo de alumínio e, em comparação com a PCB tradicional FR4, possui condutividade térmica superior. Isso a torna uma escolha ideal para aplicações que exigem dissipação eficiente de calor.
P2. Um circuito impresso multicamadas de alumínio pode manter alta integridade de sinal?
A: A resposta é afirmativa, desde que o projeto seja adequado. Embora a camada de alumínio possa afetar a propagação do sinal, um planejamento razoável da estrutura de empilhamento, seleção de materiais e técnicas de layout podem garantir alta integridade de sinal em projetos multicamadas.
P3. Como a espessura do núcleo de alumínio afeta o desempenho de uma PCB?
A: Núcleos de alumínio mais espessos geralmente podem aumentar a eficiência de dissipação de calor graças a um desempenho térmico melhor. No entanto, isso também aumenta o peso e pode elevar a complexidade de fabricação, portanto, a espessura deve ser equilibrada com outros requisitos de projeto.
Q4. A estrutura em camadas de placa de circuito de alumínio é adequada para todos os tipos de projetos eletrônicos?
R: Embora as estruturas em camadas de placas de circuito impresso de alumínio apresentem bom desempenho em aplicações com requisitos elevados de potência e dissipação de calor, nem todos os projetos precisam ou adotam economicamente essa solução. Elas têm suas maiores vantagens em cenários onde o gerenciamento da dissipação de calor é de importância crítica.
Q5. Como resolver a diferença de expansão térmica na estrutura laminada das placas de circuito impresso de alumínio?
R: A seleção cuidadosa de materiais, espessuras adequadas das camadas e o uso engenhoso de vias podem ajudar a controlar as diferenças de expansão térmica. Alguns projetos também incorporam estruturas de alívio de tensão para minimizar o impacto dos ciclos térmicos.
