EN
Aluminijev pcb
Izdelki iz aluminijastih plošč visoke zmogljivosti za medicinsko, industrijsko, avtomobilske in potrošniške elektronske naprave – specializirani za upravljanje toplote pri visoko
napetostnih aplikacijah (LED, napajalniki, avtomobilska elektronika). Izboljšana toplotna razpršljivost, lahka aluminijasta podlaga, korozija
odpornost in zanesljiva prevodnost, z 24 urnim izdelavo prototipov, hitro dostavo, podporo DFM in AOI testiranje. Trajni, toplotno učinkoviti in
stroškovno učinkovita za naprave z veliko močjo.
✅ Izenačevanje izjemnega odvajanja toplote
✅ Optimizacija oblikovanja za proizvodnjo in validacija kakovosti
✅ Poudarek na LED/avtomobilih/elektroniki za napajanje
Opis
Aluminijev pcb je posebna vrsta tiskane plošče, sestavljena iz aluminijastega podlage, izolacijske plasti in bakrenega folija. Njeno glavno prednost predstavlja učinkovito odvajanje toplote (toplotna prevodnost je znatno višja kot pri tradicionalnem FR-4), in prav tako ponuja visoko mehansko trdnost, dobro elektromagnetno zaščito, varovanje okolja in varčevanje z energijo. Primerna je za visokomočne aplikacije, kot so LED razsvetljava in močnostna elektronika. Podjetje Kingfield lahko zagotovi prilagojeno načrtovanje, izdelavo prototipov in serijo ter podpira več možnosti toplotne prevodnosti in skladnost s standardi IPC.
Aluminijasta jedrna tiskana vezja , znan tudi kot tiskano vezje s kovinskim jedrom ali s pladnjem iz aluminija, je vezje z aluminijasto podlago. Za razliko od tradicionalnih plošč FR4 iz steklenih vlaken ima ta material na osnovi aluminija dobro toplotno prevodnost in lahko učinkovito odvaja toploto stran od ključnih komponent, s čimer izboljša stabilnost in vzdržljivost tiskanega vezja v pogojih visoke moči in visokih temperatur. Aluminijasta tiskana vezja se pogosto uporabljajo v področjih z visokimi zahtevami glede upravljanja temperature, kot so LED razsvetljava, močnostni moduli in avtomobilska elektronika. upravljanje temperature, kot so LED razsvetljava, močnostni moduli in avtomobilska elektronika.
Zakaj se pri tiskanih vezjih uporablja aluminij?
Aluminij se pri tiskanih vezjih uporablja predvsem zaradi svoje odlične toplotne prevodnosti – ki znatno presega tradicionalne podlage FR-4 – kar omogoča učinkovito razprševanje toplote iz komponent z visoko močjo, zmanjšuje tveganje pregrevanja in podaljšuje življenjsko dobo izdelka. Poleg tega ponuja visoko mehansko trdnost, naravno zaščito pred elektromagnetnimi motnjami (EMI) za stabilnejšo prenos signalov ter okolju prijaznost. Te lastnosti ga naredijo idealnim za visokonaporne in visokotemperaturne aplikacije, kot so LED razsvetljava, avtomobilska elektronika in napajalniki. Kingfield izkorišča te prednosti za ponujanje prilagojenih Al-PCB rešitev, ki podpirajo različne zahteve po toplotni prevodnosti ter ustrezajo standardu IPC standardi.
Vrste aluminijastih tiskanih vezij
1. Razvrstitev po materialu izolacijske plasti
Aluminijaste tiskane vezije FR-4
Toplotna izolacija: Epoksidna smola FR-4
Značilnosti: Nizka cena, srednja toplotna prevodnost (1,0–2,0 W/(m·K))
Uporabe: Scenariji srednje do nizke moči (npr. splošna LED razsvetljava, majhni moduli za napajanje)
Aluminijasta tiskana vezija iz poliimidov (PI)
Toplotna izolacija: Poliamid
Značilnosti: Odpornost proti visoki temperaturi (-200 ℃ ~ 260 ℃), odlična toplotna prevodnost (2,0–4,0 W/(m·K))
Uporabe: Visokotemperaturni in visokonaporni scenariji (npr. avtomobilska elektronika, industrijski napajalni elementi)
Toplotno prevodna pasta za aluminijasto tiskano vezje
Toplotna izolacija: Silikon z visoko toplotno prevodnostjo
Značilnosti: Visoka toplotna prevodnost (3,0–6,0 W/(m·K)), izjemna učinkovitost odvajanja toplote
Uporabe: Močni LED-i, invertorji in druga oprema z visoko gostoto toplotnega toka
2. Razvrščeno po toplotni prevodnosti
| Vrsta | Obseg toplotne prevodnosti | Uporaba | |||
| Nizka toplotna prevodnost | 1,0–2,0 W/(m·K) | Splošno LED razsvetljava, moduli potrošniške elektronike z nizko močjo | |||
| Srednja toplotna prevodnost | 2,0–4,0 W/(m·K) | Avtomobilska elektronika, napajalniki srednje moči, moduli za industrijsko krmiljenje | |||
| Visoka toplotna prevodnost | 4,0–6,0 W/(m·K) | LED ulične luči visoke moči, frekvenčni pretvorniki, močnostni ojačevalniki |
3. Razvrščeno po strukturi
Aluminijasta tiskana vezna plošča z eno stranjo
Struktura: Plast bakrenega folija + izolacijska plast + aluminijasta podlaga
Značilnosti: Preprosta struktura, nizki stroški
Uporabe: Preprosti vezji
Aluminijasta tiskana vezna plošča z dvema stranema
Struktura: Dve plasti bakrenega folija + izolacijska plast + aluminijasta podlaga
Značilnosti: Podpira zapletene postavitve vezij, enakomerna razporeditev toplote
Uporabe: Napajalniki srednje moči, moduli LED gonilnikov za avtomobilske aplikacije
Večplastna aluminijasta tiskana vezja
Struktura: Večplastna bakrena folija + izolacijski sloj + aluminijasta podlaga
Značilnosti: Visoka integracija, podpira visoko gostoto ožičenja
Uporabe: Napredna avtomobilska elektronika, industrijska krmilna oprema visoke moči
Ključni dejavniki
Ključni dejavniki pri izdelavi tiskanih vezij na aluminijasti podlagi
| Ključni dejavniki | Osnovni zahtev | Ključne točke prilagoditve industrije | |||
| Izbira osnovnega materiala |
- Vrste aluminijastih podlag: Običajna aluminijasta podlaga (FR-4 + aluminijasto jedro), aluminijasta podlaga z visoko toplotno prevodnostjo (smola napolnjena s keramiko + aluminijasto jedro) Toplotna prevodnost: 1,0–10,0 W/(m · K) (po potrebi prilagojeno) - Debelina toplotne izolacijske plasti: 0,1–0,3 mm (ravnotežje med toplotno prevodnostjo in izolacijo) |
Avtomobilska/industrijska krmiljenja: Visoka toplotna prevodnost (≥ 2,0 W/(m · K)), odpornost na temperature od -40 do 125 °C; Medicinska oprema: Biokompatibilnost + nizki EMI | |||
| Postopek toplotne izolacijske plasti |
- Metode lepljenja: Toplo lepljenje (navadno), vakuumsko lepljenje (visoka natančnost) - Materiali: Epoksidna smola (nizka cena), poliamid (odporen na visoke temperature), keramika (izjemno visoka toplotna prevodnost) |
Medicinska oprema: Brez halogenov, nizka hlapnost; Potrošniška elektronika: Tanjšanje (≤ 0,15 mm) | |||
| Natančnost izdelave vodnikov |
- Širina vodnika/razmik med vodniki: najmanj 0,1 mm/0,1 mm (standardno), 0,075 mm/0,075 mm (visoka natančnost) - Debelina bakrenega folija: 1–3 unče (primerljivo z zahtevi po toku) |
Avtomobilska/industrijska krmilna oprema: Tokokrogi z visokim tokom (2-3 oz bakerja); Potrošniška elektronika: Visokoz gostota priključevanja (fine črte) | |||
| Oblikovanje strukture za odvajanje toplote |
- Debelina aluminijaste podlage: 1,0–3,0 mm (izboljšano odvajanje toplote) - Oblika prehodnih vodnikov: Toplotno prevodni vodniki (napolnjeni s prevodnim lepilom), okno za odvajanje toplote |
Montaža vezij močnostnih naprav: Razmik toplotnih vodnikov ≤5 mm; Oprema za uporabo na prostem: Ozemljitev na aluminijasti podlagi za zaščito pred sunki | |||
| Združljivost z varjenjem in sestavljanjem |
- Površinska obdelava: Nanos kosa (navadno), galvansko nanašanje zlata (visoka natančnost), OSP (okolju prijazno) - Zalomljivost: 260 °C / 10 s (tri peči za prelivno lemiljenje) |
Medicinska montaža vezij: Brezsvinovino lemljenje (v skladu z direktivo RoHS) Avtomobilska specifikacija: Nobeno upogibanje po visokotemperaturnem varjenju (ravnost ≤0,1 mm/m) |
|||
| Standard za preskušanje zanesljivosti |
- Električne lastnosti: Upornost izolacije ≥10¹⁰Ω, prebojno napetost ≥2kV - Okoljsko testiranje: Cikliranje pri visokih in nizkih temperaturah (-40 do 125 ℃), staranje v vlažnem toplu (85 % RH/85 ℃) - Mehanski test: Trdota pri upogibanju ≥50 MPa |
Avtomobilska kategorija: certifikat AEC-Q200; Medicinska kategorija: skladno z ISO 13485; Industrijsko krmiljenje: združljivo z zaščito IP67 |
Glavne prednosti aluminijastih tiskanih vezij
| Prednostna kategorija | jedrsna Vrednost | Ujemanje s scenariji uporabe v industriji | |||
| Zelo visoka toplotna prevodnost |
· koeficient toplotne prevodnosti 1,0–10,0 W/(m·K), veliko višji kot 0,3 FR-4–0,5 W/(m·K) · Hitro odvaja toploto močnostnih naprav in zmanjša temperaturo čipa za 20–50 ℃ |
Močnostni moduli avtomobilskega razreda, visokonapetostni invertorji za industrijsko krmiljenje ter napajalne enote za medicinsko opremo (za preprečevanje poslabšanja zmogljivosti zaradi visokih temperatur) | |||
| Odlična stabilnost razprševanja toplote |
· Aluminijevi osnovni materiali imajo veliko toplotno kapaciteto in enakomerno porazdelitev temperature (razlika v temperaturi ≤5℃). · Ne pride do toplotne agregacije, kar podaljša življenjsko dobo PCBA za več kot 30 % |
Industrijska oprema za uporabo na prostem, avtomobilske LED luči, glave za hitro polnjenje potrošniških elektronskih naprav (brez napak pri dolgotrajnem delovanju pod visokim obremenitvami) | |||
| Mehanska trdnost in odpornost proti upogibanju |
· Aluminijev podlagi lastnita veliko togost, odpornost na udarce/vibracije pa je nadpovprečna v primerjavi s FR-4 · Ravnote po zavarivanju pri visoki temperaturi je ≤0,1 mm/m (daleč boljše kot 0,3 mm/m pri FR-4). |
Avtomobilske notranje plošče PCBA (prilagojene vibracijam med vožnjo), natančni sestavni deli za medicinsko opremo (izogibanje izkrivljanju signalov zaradi montažnih rež) | |||
| Zaščita okolja in skladnost |
· Aluminijev osnovni material je reciklabilen in skladen z standardi RoHS/REACH · Izolacijski sloj brez halogenov je na voljo kot dodatna možnost, z nizko hlapljivostjo in nizkim elektromagnetnim sevanjem (EMI) |
Tiskana vezja medicinske kakovosti (v skladu s standardom ISO 13485), izdelki za potrošništvo za izvoz (ustrezajo zahtevam glede varstva okolja v Evropi in Ameriki) | |||
| Prednosti integrirane konstrukcije |
· Lahko nadomesti kombinacijo »podlaga FR-4 + toplotni odvodnik«, s čimer zmanjša proces sestave tiskanih vezij za 30 % · Podpira integrirano konstrukcijo z visoko gostoto vodnikov in odprtinami za odvajanje toplote |
Tanke potrošniške elektronske naprave (npr. polnilne ohišja za TWS slušalke), kompaktni moduli za industrijsko krmiljenje (varčevanje s prostorom za vgradnjo) | |||
| Zanesljivost in stabilnost |
· Delovno območje temperature: -40 do 125 °C (spremenljivost pri širokem temperaturnem območju) · Upornost izolacije je ≥10¹⁰Ω, prebojni napetost je ≥2 kV, ima močno odpornost proti sunkom |
Proizvodi avtomobilske kakovosti, certificirani po AEC-Q200, oprema za industrijsko krmiljenje v ekstremnih okoljih (stabilen obratovanje pri visokih in nizkih temperaturah/vlagosti) |
Proizvodne možnosti (oblika)
| Zmožnost proizvodnje tiskanih vezij | |||||
| -Prav. | Proizvodna zmogljivost | Najmanjši razmik S/M do ploščice, do SMT | 0.075mm/0.1mm | Homogenost pocinkanega bakra | z90% |
| Število slojev | 1~6 | Min. razdalja za legendo do SMT | 0,2 mm/0,2 mm | Natančnost vzorca do vzorca | ±3 mil (±0,075 mm) |
| Velikost izdelave (min in max) | 250 mm x 40 mm / 710 mm x 250 mm | Debelina površinske obdelave za Ni/Au/Sn/OSP | 1–6 µm / 0,05–0,76 µm / 4–20 µm / 1 µm | Natančnost vzorca do luknje | ±4 mil (±0,1 mm) |
| Debelina bakra laminata | 113 ~ 10z | Najmanjša velikost E-preizkusnega polja | 8 X 8 mil | Najmanjša širina črte/razmik | 0,045 / 0,045 |
| Debelina plošče izdelka | 0,036~2,5 mm | Najmanjši razmik med preizkusnimi polji | 8 mil | Dopustno odstopanje pri graviranju | +20 % 0,02 mm) |
| Natančnost samodejnega rezanja | 0,1 mm | Najmanjše dopustno odstopanje oblike (zunanji rob do vezja) | ±0.1mm | Dopustno odstopanje poravnave zaščitnega sloja | ±6 mil (±0,1 mm) |
| Premer vrtanja (min/maks/dopustno odstopanje premera) | 0,075 mm/6,5 mm/±0,025 mm | Najmanjše dopustno odstopanje oblike | ±0.1mm | Dopustno odstopanje za prekomerno lepilo pri stiskanju C/L | 0,1 mm |
| Min. odstotek za dolžino in širino utora CNC | 2:01:00 | Min. polmer zaokrožitve roba (notranji zaokroženi kot) | 0,2mm | Dopustna tolerance poravnave za termoreaktivno S/M in UV S/M | ±0,3mm |
| največji razmerje debeline in premera luknje | 8:01 | Min. razdalja zlatih kontaktov do obrobe | 0.075mm | Min. mostiček S/M | 0,1 mm |
Pogosta vprašanja o laminiranju aluminijastih plošč PCB
V1. Kakšne so razlike med aluminijasto strukturo plošče PCB in standardno ploščo PCB?
O: Aluminijasta struktura plošče PCB uporablja aluminijasto jedro in ima v primerjavi s tradicionalno ploščo FR4 odlično toplotno prevodnost. To jo naredi idealno izbiro za aplikacije, ki zahtevajo učinkovito odvajanje toplote.
V2. Ali večplastna aluminijasta tiskana vezja ohranja visoko integriteto signala?
O: Odgovor je pritrdilen, če je načrtovanje ustrezno. Čeprav aluminijast sloj lahko vpliva na širjenje signala, lahko racionalno načrtovanje strukture, izbira materialov in tehnike postavitve zagotovijo visoko integriteto signala v večplastnih konstrukcijah.
V3. Kako debelina aluminijastega jedra vpliva na zmogljivost plošče PCB?
A: Debelejša aluminijasta jedra lahko običajno izboljšajo učinkovitost odvajanja toplote z boljšim odvajanjem toplote. Vendar s tem tudi povečajo težo in lahko povečajo proizvodno zapletenost, zato mora biti debelina uravnotežena z drugimi konstrukcijskimi zahtevami.
V4. Ali je večplastna struktura tiskanih vezij iz aluminija primerna za vse vrste elektronskih konstrukcij?
A: Čeprav večplastne strukture tiskanih vezij iz aluminija dobro delujejo pri aplikacijah z visoko močjo in visokimi zahtevami po odvajanju toplote, jih ne potrebujejo vse konstrukcije ali pa niso gospodarno upravičene. Največje prednosti imajo v primerih, ko je upravljanje odvajanja toplote kritičnega pomena.
V5. Kako se reši razlika v toplotnem raztezanju v večplastni strukturi tiskanih vezij iz aluminija?
A: Previden izbor materialov, ustrezna debelina plasti in izvrsten način uporabe prehodov lahko pomaga nadzorovati razlike v toplotnem raztezanju. Nekateri dizajni vključujejo tudi strukture za olajšanje napetosti, da zmanjšajo vpliv toplotnih obremenitev.
