EN
PCB din aluminiu
PCB-uri de înaltă performanță din aluminiu pentru domeniul medical, industrial, automotive și electronice de consum—specializate în gestionarea termică pentru aplicații de
putere mare (LED-uri, surse de alimentare, electronică auto). Disipare superioară a căldurii, suport ușor din aluminiu, rezistență la coroziune și conductivitate fiabilă, asociate
cu prototipare în 24 de ore, livrare rapidă, asistență DFM și testare AOI. durabile, eficiente din punct de vedere termic și
cost-eficiente pentru dispozitive cu densitate mare de putere.
✅ Disipare excepțională a căldurii
✅ Optimizare DFM și validare calitativă
✅ Focus pe iluminat LED/autoelectronică/electronică de putere
Descriere
PCB din aluminiu este un tip special de PCB compus dintr-un suport din aluminiu, un strat izolator și o folie de cupru. Avantajul său principal constă în disiparea eficientă a căldurii (cu o conductivitate termică mult superioară celei a materialului tradițional FR-4), iar acesta prezintă de asemenea o rezistență mecanică ridicată, o bună protecție electromagnetică, protecție pentru mediu și economisire de energie. Este potrivit pentru scenarii de putere mare, cum ar fi iluminatul LED și electronica de putere. Kingfield poate oferi servicii de proiectare personalizată, prototipare și producție în masă, opțiuni multiple de conductivitate termică și respectă standardele IPC.
PCB cu nucleu din aluminiu , cunoscută și sub numele de PCB cu nucleu metalic sau PCB cu nucleu din aluminiu, este o placă de circuit cu suport din aluminiu. Spre deosebire de plăcile tradiționale din fibră de sticlă FR4, acest material pe bază de aluminiu are o conductivitate termică bună și poate conduce eficient căldura dinspre componentele cheie, îmbunătățind astfel stabilitatea și durabilitatea plăcii de circuit în medii cu putere mare și temperaturi ridicate. PCB-urile din aluminiu sunt utilizate pe scară largă în domenii cu cerințe mari de gestionare a căldurii, cum ar fi iluminatul LED, modulele de putere și electronica auto. management requirements such as LED lighting, power modules, and automotive electronics.
De ce se utilizează aluminiul în plăcile de circuit?
Aluminiul este utilizat în plăcile de circuit în primul rând pentru conductivitatea sa termică superioară—mult mai ridicată decât suporturile tradiționale FR-4—permițând o disipare eficientă a căldurii provenite de la componentele de putere mare, reducând riscul de supratacere și prelungind durată de viață a produsului. În plus, oferă rezistență mecanică ridicată, protecție naturală împotriva interferențelor electromagnetice (EMI) pentru stabilizarea transmisiei semnalului și caracter ecologic. Aceste proprietăți îl fac ideal pentru aplicații de înaltă putere și înaltă căldură aplicații precum iluminatul LED, electronica auto și sursele de alimentare. Kingfield valorifică aceste avantaje pentru a oferi soluții personalizate de plăci Al-PCB, susținând diverse cerințe de conductivitate termică și respectând normele IPC standarde.
Tipuri de PCB din aluminiu
1. Clasificare după materialul stratului de izolație
Plăci de circuit imprimat pe aluminiu FR-4
Strat izolator: Material din rășină epoxidică FR-4
Caracteristici: Cost redus, conductivitate termică medie (1,0-2,0 W/(m·K))
Aplicații: Scenarii de putere medie-scazută (de exemplu, iluminat LED general, module mici de putere)
Placă de circuit imprimat pe aluminiu cu poliimida (PI)
Strat izolator: Poliimid
Caracteristici: Rezistență la temperaturi înalte (-200℃~260℃), conductivitate termică excelentă (2,0-4,0 W/(m·K))
Aplicații: Scenarii de înaltă temperatură și înaltă putere (de exemplu, electronica auto, dispozitive industriale de putere)
Pasta termoconductivă cu placă de aluminiu PCB
Strat izolator: Silicon cu conductivitate termică ridicată
Caracteristici: Conductivitate termică ridicată (3,0-6,0 W/(m·K)), eficiență excepțională în disiparea căldurii
Aplicații: LED-uri de putere mare, invertoruri și alte echipamente cu densitate mare de flux termic
2. Clasificate după conductivitatea termică
| TIP | Intervalul de conductivitate termică | Aplicații | |||
| Conductivitate Termică Redusă | 1,0-2,0 W/(m·K) | Iluminat LED general, module electronice de consum cu putere redusă | |||
| Conductivitate termică medie | 2,0-4,0 W/(m·K) | Electronice auto, surse de alimentare de putere medie, module de control industrial | |||
| Conductivitate Termică Înaltă | 4,0-6,0 W/(m·K) | Lămpi LED de stradă de înaltă putere, convertizoare de frecvență, amplificatoare de putere |
3. Clasificate după structură
PCB din aluminiu cu o singură față
Structură: Strat simplu de folie de cupru + strat izolator + suport din aluminiu
Caracteristici: Structură simplă, cost redus
Aplicații: Circuite simple
PCB din aluminiu cu dublă față
Structură: Straturi duble de folie de cupru + strat izolator + suport din aluminiu
Caracteristici: Suportă configurații complexe de circuite, disipare uniformă a căldurii
Aplicații: Surse de alimentare de putere medie, module conductoare LED pentru autovehicule
PCB din aluminiu multistrat
Structură: Foi de cupru multistrat + strat izolator + suport din aluminiu
Caracteristici: Integrare ridicată, suportă cablare de înaltă densitate
Aplicații: Electronice auto de înaltă gamă, echipamente industriale de control de putere mare
Factori-cheie
Factori cheie în fabricarea circuitelor imprimate pe bază de aluminiu
| Factori-cheie | Cerință cheie | Puncte cheie ale adaptării industriale | |||
| Selectarea materialului de bază |
- Tipuri de suport din aluminiu: Suport obișnuit din aluminiu (FR-4 + miez de aluminiu), suport din aluminiu cu conductivitate termică ridicată (rasină umplută cu ceramică + miez de aluminiu) Conductivitate termică: 1,0-10,0 W/(m · K) (conform necesității) - Grosime strat izolant: 0,1-0,3 mm (echilibrul între conductibilitatea termică și izolație) |
Control auto/industrial: Conductivitate termică ridicată (≥ 2,0 W/(m · K)), rezistență la temperaturi de -40 până la 125 ℃; Medical: Biocompatibilitate + EMI scăzut | |||
| Proces strat izolare termică |
- Metode de lipire: Lipire cu presiune caldă (convențional), lipire în vid (înaltă precizie) - Materiale: Rășină epoxidică (cost redus), poliimid (rezistent la temperaturi ridicate), ceramică (conductivitate termică ultra-ridicată) |
Echipamente medicale: Fără halogeni, volatilitate scăzută; Electronice de uz casnic: Subțiere (≤0,15 mm) | |||
| Precizia fabricării liniilor |
- Lățime linie/distanță între linii: minim 0,1 mm/0,1 mm (standard), 0,075 mm/0,075 mm (înaltă precizie) - Grosime foiță de cupru: 1-3 uncii (potrivită pentru cerințele de curent) |
Control automotive/industrial: Circuite de înaltă curent (2-3 oz folie de cupru); Electronice de consum: Cablare cu densitate mare (linie fină) | |||
| Proiectarea structurii de disipare a căldurii |
- Grosimea suportului din aluminiu: 1,0-3,0 mm (disipare îmbunătățită a căldurii) - Proiectarea plăcii conductoare: Placă conductoare termică (umplută cu adeziv conductor), fereastră de disipare a căldurii |
PCBA pentru dispozitive de putere: Distanța între plăci conductoare termice ≤5 mm; Echipamente exterioare: Legare la pământ pe bază de aluminiu pentru protecție contra supratensiunilor | |||
| Compatibilitate cu sudura și asamblare |
- Tratament de suprafață: Stropire cu staniu (convențional), placare cu aur (înaltă precizie), OSP (prietenos cu mediul) - Solderabilitate: 260℃/10 s (trei cuptoare de reflow) |
PCBA medicală: Sudură fără plumb (conformă RoHS) Specificație automotive: Fără răsucire după sudură la temperatură înaltă (planeitate ≤0,1 mm/m) |
|||
| Standard de testare a fiabilității |
- Performanță electrică: Rezistență de izolație ≥10¹⁰Ω, tensiune de străpungere ≥2kV - Testare de mediu: Cicluri de temperatură înaltă și scăzută (-40 la 125℃), îmbătrânire în căldură umedă (85% RH/85℃) - Test mecanic: Rezistență la încovoiere ≥50MPa |
Clasă automotive: Certificare AEC-Q200; Clasă medicală: Conform ISO 13485; Control industrial: Compatibil cu protecția IP67 |
Principalele avantaje ale plăcilor de circuit imprimat din aluminiu
| Categorie avantajoasă | valoarea de bază | Potrivire scenariu aplicație industrială | |||
| Conductivitate termică ultra-ridicată |
· coeficient de conductivitate termică de 1,0-10,0 W/(m, K), mult mai ridicat decât 0,3 FR-4-0,5 W/(m K) · Disipă rapid căldura dispozitivelor de putere și reduce temperatura cipului cu 20-50℃ |
Module de putere clasă automotive, invertoare de putere industrială și unități de alimentare pentru echipamente medicale (pentru a evita degradarea performanței cauzată de temperaturi ridicate) | |||
| Stabilitate excelentă în disiparea căldurii |
· Materialele de bază pe bază de aluminiu au o capacitate termică mare și o distribuție uniformă a temperaturii (diferență de temperatură ≤5℃). · Nu există fenomen de acumulare termică, ceea ce prelungește durata de viață a PCBA cu peste 30% |
Echipamente industriale pentru exterior, lămpi LED auto de calitate automotive, capete de încărcare rapidă pentru electronice de consum (fără defecțiuni în funcționare prelungită la sarcină mare) | |||
| Rezistență mecanică și rezistență la deformare |
· Substratul de aluminiu are rigiditate mare, iar rezistența la șoc/vibrație este superioară celei a FR-4 · Planitatea după sudură la temperatură înaltă este ≤0,1 mm/m (mult superioară valorii de 0,3 mm/m a FR-4). |
PCBA automotive pentru interiorul vehiculelor (adaptat vibrațiilor în timpul conducerii), componente de precizie pentru echipamente medicale (evitarea distorsiunii semnalelor cauzată de jocuri la asamblare) | |||
| Protecția Mediului și Conformitate |
· Materialul din miezul de aluminiu este reciclabil și respectă standardele RoHS/REACH · Stratul de izolație fără halogeni este opțional, cu volatilitate scăzută și EMI redus |
PCBA de calitate medicală (conform ISO 13485), produse de electronică de consum pentru export (care îndeplinesc cerințele de protecție a mediului din Europa și America) | |||
| Avantajele designului integrat |
· Poate înlocui combinația dintre "suport FR-4 + radiator", reducând procesul de asamblare PCBA cu 30% · Susține un design integrat cu cablare de înaltă densitate și ferestre de disipare a căldurii |
Produse electronice subțiri pentru consumatori (cum ar fi carcasele de încărcare pentru căști TWS), module compacte de control industrial (economisind spațiu de instalare) | |||
| Fiabilitate și Stabilitate |
· Interval de temperatură de funcționare: -40 până la 125℃ (adaptabilitate la temperaturi largi) · Rezistența de izolație este ≥10¹⁰Ω, tensiunea de străpungere este ≥2kV, având o rezistență puternică la supratensiuni |
Produse certificate de calitate automotive AEC-Q200, echipamente de control industrial pentru medii extreme (funcționare stabilă în condiții de temperatură înaltă/joasă/căldură umedă) |
Capacități de producție (Formă)
| Capacitate de fabricare PCB | |||||
| element | Capacitatea de Producție | Spațiu minim S/M la pad, la SMT | 0.075mm/0.1mm | Omogenitatea Cuțitării Cu | z90% |
| Număr de straturi | 1~6 | Spațiu minim pentru legendă la pad/la SMT | 0.2mm/0.2mm | Precizie a modelului față de model | ±3mil(±0,075mm) |
| Dimensiunea de producție (Min & Max) | 250mmx40mm/710mmx250mm | Grosimea tratamentului de suprafață pentru Ni/Au/Sn/OSP | 1~6um /0,05~0,76um /4~20um/ 1um | Precizie a modelului față de gaură | ±4mil (±0,1mm ) |
| Grosimea cuprului la stratificare | 113 ~ 10z | Dimensiune minimă E- pad testat | 8 X 8mil | Lățime minimă linie/ spațiu | 0,045 /0,045 |
| Grosime placă produs | 0,036~2,5mm | Spațiu minim între pad-uri testate | 8mil | Toleranță la gravare | +20% (0,02mm) |
| Precizie la tăierea automată | 0.1mm | Toleranță minimă de dimensiune a conturului (margine exterioară până la circuit) | ±0.1mm | Toleranță aliniere strat acoperire | ±6mil (±0,1 mm) |
| Dimensiune găurire (Min/Max/toleranță dimensiune gaură) | 0,075 mm/6,5 mm/±0,025 mm | Toleranță minimă de dimensiune a conturului | ±0.1mm | Toleranță excesivă adeziv pentru presare C/L | 0.1mm |
| Procent minim pentru lungimea și lățimea crestăturii CNC | 2:01:00 | Raza minimă a colțului R a conturului (colț interior rotunjit) | 0,2 mm | Toleranță de aliniere pentru S/M termorigid și S/M UV | ±0.3mm |
| raport maxim de aspect (grosime/diametru gaură) | 8:01 | Distanța minimă de la contactul aurit la contur | 0,075 mm | Punte S/M minimă | 0.1mm |
Întrebări frecvente despre laminarea plăcii PCB din aluminiu
Î1. Care sunt diferențele dintre structura stratificată a plăcii de aluminiu PCB și PCB-ul standard?
A: Structura de tip sandwich a PCB-ului pe bază de aluminiu utilizează un strat central din aluminiu și, comparativ cu PCB-ul tradițional FR4, are o conductivitate termică superioară. Acest lucru îl face o alegere ideală pentru aplicațiile care necesită o disipare eficientă a căldurii.
Î2. Poate un circuit imprimat multi-strat din aluminiu menține o integritate ridicată a semnalului?
A: Răspunsul este afirmativ, atâta timp cât proiectarea este adecvată. Deși stratul de aluminiu poate afecta propagarea semnalului, o planificare corespunzătoare a structurii de straturi, alegerea corectă a materialelor și tehnici adecvate de amplasare pot asigura o integritate ridicată a semnalului în proiectările multi-strat.
Î3. Cum influențează grosimea stratului central de aluminiu performanța unui PCB?
A: Straturile centrale mai groase de aluminiu pot, de obicei, îmbunătăți eficiența disipării căldurii datorită unei performanțe superioare în evacuarea căldurii. Totuși, acest lucru va crește și greutatea și poate mări complexitatea procesului de fabricație, astfel că grosimea trebuie echilibrată cu celelalte cerințe de proiectare.
Întrebarea 4. Este structura în strat cu placă de circuit din aluminiu potrivită pentru toate tipurile de proiecte electronice?
R: Deși structurile în strat cu plăci de circuit imprimate din aluminiu funcționează bine în aplicațiile cu cerințe mari de putere și disipare a căldurii, nu toate proiectele le necesită sau le pot adopta din punct de vedere economic. Ele oferă avantaje majore în scenariile în care gestionarea disipării căldurii este esențială.
Întrebarea 5. Cum se rezolvă diferența de dilatare termică în structura laminată a plăcilor de circuit imprimate din aluminiu?
R: O atentă selecție a materialelor, grosimi adecvate ale straturilor și utilizarea ingenioasă a trecerilor (vias) pot ajuta la controlul diferențelor de dilatare termică. Unele proiecte includ, de asemenea, structuri de relaxare a tensiunilor pentru a minimiza impactul ciclurilor termice.
