EN
Aluminiové PCB
Výkonné hliníkové dosky plošných spojov pre lekársku techniku, priemysel, automobilový priemysel a spotrebnú elektroniku – špecializované na termálne riadenie pre vysokovýkonové
aplikácie (LED, napájanie, automobilová elektronika). Výborné rozptýlenie tepla, ľahký hliníkový substrát, korózia
odpor a spoľahlivá vodivosť spárované s 24hodinovým prototypovaním, rýchlou dodávkou, podporou DFM a AOI testovaním. trvanlivý, tepelne účinný a
nákladovo efektívny pre zariadenia s vysokou spotrebou energie.
✅ Vynikajúce odvádzanie tepla
✅ Optimalizácia DFM a overenie kvality
✅ Zameranie na LED/automobilový priemysel/silnovýkonovú elektroniku
Popis
Čo je hliníková doska plošných spojov?
Aluminiové PCB je špeciálny typ DPS pozostávajúci z hliníkovej podložky, izolačnej vrstvy a medienej fólie. Jeho kľúčovou výhodou je efektívne odvádzanie tepla , a je to má vysokú mechanickú pevnosť, dobré elektromagnetické clonenie, ochranu životného prostredia a úsporu energie. Je vhodný pre vysokovýkonové aplikácie, ako sú LED osvetlenie a výkonová elektronika. Spoločnosť Kingfield môže poskytnúť prispôsobený návrh, výrobu prototypov a sériovú výrobu, podporuje rôzne možnosti tepelnej vodivosti a spĺňa normy IPC.
PCB s hliníkovým jadrom , tiež známa ako doska s kovovým jadrom alebo doska s hliníkovým jadrom, je plošný spoj s hliníkovým substrátom. Na rozdiel od tradičných sklolaminátových dosiek FR4 má tento hliníkom založený materiál dobrú tepelnú vodivosť a môže účinne odvádzať teplo preč od kľúčových komponentov, čím sa zvyšuje stabilita a životnosť plošného spoja v prostrediach s vysokým výkonom a teplotou. Hliníkové plošné spoje sa široko používajú v oblastiach s vysokými požiadavkami na riadenie tepla, ako sú LED osvetlenie, výkonové moduly a automobilová elektronika. riadenie tepla, ako sú LED osvetlenie, výkonové moduly a automobilová elektronika.
Prečo sa na plošných spojoch používa hliník?
Hliník sa na plošných spojoch používa hlavne kvôli svojej vynikajúcej tepelnej vodivosti – výrazne vyššej než u tradičných substrátov FR-4 – čo umožňuje efektívne odvádzanie tepla od výkonných komponentov, zníženie rizika prehriatia a predĺženie životnosť produktu. Okrem toho ponúka vysokú mechanickú pevnosť, prirodzené odstínenie elektromagnetického rušenia (EMI) na stabilizáciu prenosu signálu a ekologickosť. Tieto vlastnosti ho robia ideálnym pre vysoký výkon a vysoké teploty aplikácie, ako sú LED osvetlenie, automobilová elektronika a napájacie zdroje. Spoločnosť Kingfield využíva tieto výhody na poskytovanie prispôsobených riešení Al-PCB, podporujúcich rôzne požiadavky na tepelnú vodivosť a súlad s normou IPC normy.
Typy hliníkových dosiek plošných spojov
1. Klasifikácia podľa materiálu izolačnej vrstvy
Hliníkové tlačené dosky s plošnými spojmi FR-4
Izolačná vrstva: Epoxidová pryselina FR-4
Vlastnosti: Nízka cena, stredná tepelná vodivosť (1,0–2,0 W/(m·K))
Aplikácie: Stredné až nízke výkonové scenáre Polyimidová (PI) hliníková doska s plošnými spojmi
Izolačná vrstva: Polymid
Vlastnosti: Vysoká odolnosť voči vysokým teplotám (-200 ℃ až 260 ℃), vynikajúca tepelná vodivosť (2,0–4,0 W/(m·K))
Aplikácie: Vysokoteplotné, vysokovýkonové scenáre
Tepelne vodivá pasta z hliníkovej DPS
Izolačná vrstva: Silikón s vysokou tepelnou vodivosťou
Vlastnosti: Vysoká tepelná vodivosť (3,0–6,0 W/(m·K)), vynikajúca účinnosť odvádzania tepla
Aplikácie: Výkonné LED, meniče a iné zariadenia s vysokou hustotou tepelného toku
2. Klasifikácia podľa tepelnej vodivosti
| TYP | Rozsah tepelnej vodivosti | Aplikácie | |||
| Nízka tepelná vodivosť | 1,0–2,0 W/(m·K) | Bežné LED osvetlenie, moduly spotrebné elektroniky s nízkym výkonom | |||
| Stredná tepelná vodivosť | 2,0–4,0 W/(m·K) | Automobilová elektronika, stredné výkony napájacích zdrojov, priemyselné riadiace moduly | |||
| Vysoká tepelná vodivosť | 4,0–6,0 W/(m·K) | Výkonné LED pouličné svetlá, frekvenčné meniče, výkonové zosilňovače |
3. Klasifikované podľa štruktúry
- Jednostranný hliníkový DPS
Štruktúra: Jedna vrstva medi + izolačná vrstva + hliníkový substrát
Vlastnosti: Jednoduchá štruktúra, nízka cena
Aplikácie: Jednoduché obvody
- Dvojstranný hliníkový DPS
Štruktúra: Dve vrstvy medi + izolačná vrstva + hliníkový substrát
Vlastnosti: Podporuje komplexné usporiadanie obvodov, rovnomerné odvádzanie tepla
Aplikácie: Stredný výkon zdrojov, moduly LED s osvetlením pre automobily
- Viacvrstvová hliníková doska plošných spojov
Štruktúra: Viacvrstvová mediama fólia + izolačná vrstva + hliníkový substrát
Vlastnosti: Vysoká integrácia, podpora vysoko hustotného zapojenia
Aplikácie: Náročná automobilová elektronika, priemyselné zariadenia s vysokým výkonom
Kľúčové faktory
Kľúčové faktory pri výrobe dosiek plošných spojov na báze hliníka
| Kľúčové faktory | Kľúčová požiadavka | Kľúčové body pri prispôsobení odvetvia | |||
| Výber základného materiálu |
- Typy hliníkového substrátu: Bežný hliníkový substrát (FR-4 + hliníkové jadro), substrát s vysokou tepelnou vodivosťou Tepelná vodivosť: 1,0–10,0 W/(m · K) (podľa požiadaviek) - Hrúbka izolačnej vrstvy: 0,1–0,3 mm (vyváženie medzi vedením tepla a izoláciou) |
Automobilový/priemyselný kontrol: Vysoká tepelná vodivosť (≥ 2,0 W/(m · K)), odolnosť voči teplote -40 až 125 ℃; Lekárstvo: Biokompatibilita + nízke EMI | |||
| Proces tepelnej izolačnej vrstvy |
- Spojovacie metódy: Horúce lisovanie (bežné), vákuové spojovanie (vysoká presnosť) - Materiály: Epoxidová živina (nízke náklady), polyimid, keramika |
Lekársky prístroj: Bez halogénov, nízka odparivosť; Spotrebná elektronika: Zúženie (≤ 0,15 mm) | |||
| Presnosť výroby vodičov |
- Šírka vodiča/vzdialenosť medzi vodičmi: min. 0,1 mm/0,1 mm (štandardné), 0,075 mm/0,075 mm (vysoká presnosť) - Hrúbka mediarezu: 1–3 unce (vhodné pre požadovaný prúd) |
Automobilový/priemyselný ovládač: Vysokoproudé obvody (2-3 unce medi); Spotrebná elektronika: Vysokohustotné zapojenie (jemná šírka čiar) | |||
| Návrh konštrukcie na odvod tepla |
- Hrúbka hliníkovej podložky: 1,0–3,0 mm (zlepšené odvádzanie tepla) - Návrh prechodiek: Tepelne vodivá prechodka (vyplnená vodivým lepidlom), okno na odvod tepla |
Výkonové zariadenie PCBA: Vzdialenosť tepelných prechodiek ≤5 mm; Vonkajšie zariadenie: Hliníkové uzemnenie na ochranu pred prepätím | |||
| Zváracia a montážna kompatibilita |
- Úprava povrchu: Cúrenie cínu (bežné), pokovovanie zlatom (vysoká presnosť), OSP (ekologické) - Spájkovateľnosť: 260 ℃/10 s (tri reflow pece) |
Lekársky PCBA: Bezolovnaté spájkovanie (v súlade s RoHS) Automobilová špecifikácia: Žiadne skreslenie po zváraní za vysokých teplôt (rovinnosť ≤0,1 mm/m) |
|||
| Štandard testovania spoľahlivosti |
- Elektrický výkon: Izolačný odpor ≥10¹⁰Ω, prebitové napätie ≥2kV - Skúšanie vplyvu prostredia: Cyklické skúšanie pri vysokých a nízkych teplotách (-40 až 125 ℃), starnutie vo vlhkém teple (85 % RH/85 ℃) - Mechanická skúška: Ohybová pevnosť ≥50 MPa |
Automobilový štandard: certifikácia AEC-Q200; Lekársky štandard: v súlade s ISO 13485; Priemyselné riadenie: kompatibilné s ochranou IP67 |
Kľúčové výhody hliníkových dosiek plošných spojov
| Výhodná kategória | jádrohodnota | Zhoda so scénármi použitia v priemysle | |||
| Ultra vysoká tepelná vodivosť |
· súčiniteľ tepelnej vodivosti 1,0–10,0 W/(m·K), výrazne vyšší ako 0,3 FR-4–0,5 W/(m·K) · Rýchle odvádzanie tepla výkonových súčiastok a zníženie teploty čipu o 20–50 ℃ |
Výkonové moduly automobilovej triedy, priemyselné riadiace vysokovýkonové meniče a napájacie jednotky pre lekársku techniku | |||
| Vynikajúca tepelná stabilita odvodu tepla |
· Materiály jadra na báze hliníka majú veľkú tepelnú kapacitu a rovnomerné rozloženie teploty (rozdil teplôt ≤5 ℃). · Nevytvára sa žiadny termálny agregátny jav, čo predlžuje životnosť PCBA o viac ako 30 % |
Priemyselné zariadenia pre vonkajšie použitie, automobilové LED svetlá, rýchle nabíjačky pre spotrebnú elektroniku (bez porúch pri dlhodobom prevádzke za vysokého zaťaženia) | |||
| Mechanická pevnosť a odolnosť proti deformácii |
· Hliníkový substrát má vysokú tuhosť a odolnosť voči nárazom/vibráciám je lepšia než u FR-4 · Rovinnosť po vysokoteplotnom spájkovaní je ≤0,1 mm/m (mnohonásobne lepšia než 0,3 mm/m u FR-4). |
Automobilové palubné PCBA (prispôsobené vibraciám pri jazde), presné komponenty pre lekársku techniku (zamedzenie skreslenia signálu spôsobeného montážnymi medzerami) | |||
| Ochrana životného prostredia a dodržiavanie noriem |
· Hliníkové jadro je recyklovateľné a spĺňa normy RoHS/REACH · Vrstva izolácie bez halogénov je voliteľná, s nízkou letivosťou a nízkym EMI |
Plošný spoj lekárskych materiálov (v súlade s normou ISO 13485), výrobky pre spotrebnú elektroniku na export (spĺňajúce požiadavky na ochranu životného prostredia v Európe a Amerike) | |||
| Výhody integrovaného dizajnu |
· Môže nahradiť kombináciu „substrát FR-4 + chladič“, čím sa zníži proces montáže PCBA o 30 % · Podporuje integrovaný dizajn s vysokou hustotou vedenia a okien pre odvod tepla |
Tenké spotrebné elektronické výrobky, kompaktné moduly priemyselného riadenia (úspora inštalačného priestoru) | |||
| Spolehlivosť a stabilita |
· Rozsah prevádzkových teplôt: -40 až 125 ℃ · Izolačný odpor je ≥10¹⁰Ω, prebitové napätie je ≥2kV, vysoká odolnosť voči prepätiu |
Výrobky certifikované podľa automobilovej normy AEC-Q200, zariadenia priemyselného riadenia pre extrémne prostredia |
Výrobné schopnosti
| Výrobná kapacita dosiek plošných spojov | |||||
| - Nie, nie. | Výrobné schopnosti | Min. vzdialenosť medzi S/M a plôškou, ku SMT | 0,075 mm/0,1 mm | Homogenita galvanického medi | z90 % |
| Počet vrstiev | 1~40 | Min. vzdialenosť medzi legendou a plôškou / ku SMT | 0,2 mm/0,2 mm | Presnosť vzoru voči vzoru | ±3 mil (±0,075 mm) |
| Výrobná veľkosť (min a max) | 250 mm x 40 mm / 710 mm x 250 mm | Hrúbka povrchovej úpravy pre Ni/Au/Sn/OSP | 1~6 μm / 0,05~0,76 μm / 4~20 μm / 1 μm | Presnosť vzoru voči otvoru | ±4 mil (±0,1 mm) |
| Hrúbka medi pri laminácii | 1/3 ~ 10z | Min. veľkosť otestovaného kontaktového políčka | 8 x 8 mil | Minimálna šírka linky/priestor | 0.045 /0.045 |
| Hrúbka výrobnej dosky | 0.036~2,5 mm | Min. vzdialenosť medzi testovanými ploškami | 8 mil | Tolerancia leptania | +20 % (0,02 mm) |
| Presnosť automatického rezania | 0,1 mm | Min. tolerancia rozmery obrysu (vonkajší okraj ku obvodu) | ±0.1mm | Tolerancia zarovnania krycej vrstvy | ±6mil (±0,1 mm) |
| Veľkosť vrtáka (min/max/tolerancia veľkosti otvoru) | 0,075 mm / 6,5 mm / ±0,025 mm | Minimálna tolerancia rozmeru obrysu | ±0.1mm | Tolerancia nadmerného lepidla pri lisovaní C/L | 0,1 mm |
| Minimálne percento dĺžky a šírky frézovaného drážkovania CNC | ≤0.5% | Minimálny polomer R rohu obrysu (vnútorný zaoblený roh) | 0.2mm | Tolerancia zarovnania termosetového S/M a UV S/M | ±0,3mm |
| maximálny pomer strán (hrúbka/prúmer otvoru) | 8:1 | Min. vzdialenosť zlatého kontaktu po obryse | 0.075mm | Min. mostík S/M | 0,1 mm |
Bežné otázky o laminácii hliníkovej dosky plošných spojov
Q1. Aký je rozdiel medzi vrstvenou štruktúrou hliníkovej dosky PCB a štandardnou doskou PCB?
A: Vrstvená štruktúra hliníkovej dosky PCB využíva hliníkové jadro a oproti tradičnej doske FR4 má vynikajúcu tepelnú vodivosť. To ju robí ideálnou voľbou pre aplikácie, ktoré vyžadujú efektívne odvádzanie tepla.
Q2. Môže viacvrstvová hliníková doska zachovávať vysokú integritu signálu?
A: Odpoveď znie áno, pokiaľ je návrh vhodný. Hoci hliníková vrstva môže ovplyvniť šírenie signálu, správne plánovanie vrstvenej štruktúry, výber materiálov a techniky usporiadania môžu zabezpečiť vysokú integritu signálu aj vo viacvrstvových návrhoch.
Q3. Ako hrúbka hliníkového jadra ovplyvňuje výkon dosky PCB?
A: Silnejšie hliníkové jadrá zvyčajne môžu zvýšiť účinnosť odvádzania tepla lepším výkonom pri chladení. Zároveň však môže dôjsť k nárastu hmotnosti a komplikovanosti výroby, preto je potrebné hrúbku vyvážiť s inými konštrukčnými požiadavkami.
Q4. Je vrstvená štruktúra dosky s hliníkovým obvodom vhodná pre všetky typy elektronických návrhov?
A: Hoci vrstvené štruktúry dosiek plošných spojov s hliníkom vykazujú dobrý výkon v aplikáciách s vysokým výkonom a vysokými požiadavkami na odvod tepla, nie všetky návrhy ich potrebujú alebo môžu ekonomicky využiť. Ich najväčšie výhody sa prejavia v prípadoch, keď je riadenie odvodu tepla rozhodujúce.
Q5. Ako sa rieši rozdiel tepelného rozťaženia vo vrstvenej štruktúre hliníkových dosiek plošných spojov?
A: Starostlivý výber materiálov, vhodná hrúbka vrstiev a geniálne využitie prechodových kontaktov (vias) môžu pomôcť kontrolovať rozdiely v tepelnej rozťažnosti. Niektoré návrhy zahŕňajú aj štruktúry na uvoľnenie napätia, ktoré minimalizujú vplyv tepelného cyklovania.
