EN
Aluminijumska pcb
Aluminijumske ploče visokih performansi za medicinske, industrijske, automobilske i potrošačke elektronske uređaje — specijalizovane za termički menadžment u visokim
snagskim aplikacijama (LED-ovi, napajanja, automobilska elektronika). Nadmorsko rasterećenje toplote, lake aluminijumske podloge, otpornost na koroziju
i pouzdana provodljivost u kombinaciji sa prototipiranjem u roku od 24 sata, brzom isporukom, podrškom za DFM i AOI testiranjem. Izdržljive, termički efikasne i
ekonomične za uređaje sa visokom snagom.
✅ Изузетно расипање топлоте
✅ DFM оптимизација и провера квалитета
✅ Фокус на LED/аутомобилску/снажну електронику
Опис
Шта је алуминијумски ПЦБ?
Aluminijumska pcb je posebna vrsta PCB-a koja se sastoji od aluminijumskog supstrata, izolacionog sloja i bakarne folije. Njena ključna prednost je u efikasnom odvođenju toplote , и то visoku mehaničku čvrstoću, dobro elektromagnetno ekranisanje, zaštitu životne sredine i uštedu energije. Pogodna je za visokonaponske primene kao što su LED rasvetа i energetska elektronika. Kingfield može obezbediti prilagođeni dizajn, usluge izrade prototipa i serisku proizvodnju, podržava više opcija toplotne vodljivosti i pridržava se IPC standarda.
Ploča sa aluminijumskim jezgrom , takođe poznat kao ploča sa metalnom osnovom ili ploča sa aluminijumskom osnovom, je štampana ploča sa podlogom od aluminijuma. Za razliku od tradicionalnih FR4 ploča od stakloplastike, ovaj materijal na bazi aluminijuma ima dobru toplotnu vodljivost i može efikasno odvoditi toplotu od ključnih komponenti, na taj način poboljšavajući stabilnost i izdržljivost štampane ploče u visokonaponskim i visokotemperaturnim sredinama. Aluminijumske ploče se široko koriste u oblastima sa visokim zahtevima za upravljanje toplotom, kao što su LED rasvetа, snabdevanje energijom i automobilska elektronika. upravljanje toplotom, kao što su LED rasveta, moduli za napajanje i automobilska elektronika.
Zašto se aluminijum koristi u štampanim pločama?
Aluminijum se koristi u štampanim pločama prvenstveno zbog svoje izuzetne toplotne vodljivosti — koja znatno nadmašuje tradicionalne FR-4 podloge — omogućavajući efikasno rasipanje toplote sa komponenti sa visokom potrošnjom, smanjujući rizik od pregrevanja i produžavajući век трајања производа. Додатно, нуди високу механичку чврстоћу, природно блокирање електромагнетних интерфера (EMI) ради стабилизације преноса сигнала и еколошку безбедност. Ова својства чине га идеалним за примену са великим снагама и високим температурама примене као што су LED осветљење, аутомобилска електроника и напајања. Kingfield користи ове предности да би пружио прилагођена решења Al-PCB табли, подржавајући разне захтеве за топлотном проводљивошћу и испуњавајући IPC стандарде стандарди.
Типови алуминијумских PCB-а
1. Класификација према материјалу изолационог слоја
FR-4 алуминијумске штампане плоче
Sloj izolacije: FR-4 епоксидна смола
Особности: Ниска цена, средња топлотна проводљивост (1,0–2,0 W/(m·K))
Апликације: Сценарији средње до ниске снаге Полиимид (PI) алуминијумска PWB
Sloj izolacije: Полимид
Особности: Отпорност на високе температуре (-200℃~260℃), изузетна топлотна проводљивост (2,0–4,0 W/(m·K))
Апликације: Сценарији за високу температуру и велику снагу
Toplotno vodljiva pasta za aluminijumske PCB
Sloj izolacije: Silikonska masa sa visokom toplotnom provodljivošću
Особности: Visoka toplotna provodljivost (3,0–6,0 W/(m·K)), izuzetna efikasnost rasipanja toplote
Апликације: LED-ovi visoke snage, invertori i druga oprema sa visokom gustinom toplotnog protoka
2. Podeljeno prema toplotnoj provodljivosti
| Тип | Opseg toplotne provodljivosti | Примене | |||
| Ниска топлотна проводност | 1,0–2,0 W/(m·K) | Standardno LED osvetljenje, moduli potrošačke elektronike niske snage | |||
| Srednja toplotna provodljivost | 2,0–4,0 W/(m·K) | Аутомобилска електроника, напајања средње снаге, модули индустријског управљања | |||
| Visoka Terminska Provodnost | 4,0-6,0 W/(m·K) | LED улична светла велике снаге, фреквенцијски конвертери, појачала снаге |
3. Подела према структури
- Једнострана алуминијумска PCB
Структура: Слој бакарне фолије + изолациони слој + алуминијумска подлога
Особности: Једноставна структура, ниска цена
Апликације: Jednostavni krugovi
- Двострана алуминијумска PCB
Структура: Два слоја бакарне фолије + изолациони слој + алуминијумска подлога
Особности: Подржава сложене распореде кола, равномерно расипање топлоте
Апликације: Извори напајања средње снаге, модули за управљање аутомобилским LED осветљењем
- Вишеслојна алуминијумска штампана плоча
Структура: Вишеслојна бакарна фолија + изолациони слој + алуминијумска подлога
Особности: Висока интеграција, подржава високогустинско жижење
Апликације: Електроника високе класе за возила, индустријска опрема за контролу високе снаге
Кључни фактори
Кључни фактори у производњи штампаних плоча на алуминијумској подлози
| Кључни фактори | Кључни захтев | Кључни аспекти прилагођавања индустрији | |||
| Избор основног материјала |
- Типови алуминијумског субстрата: Уобичајени алуминијумски субстрат (ФР-4 + алуминијумско језгро), алуминијумски субстрат са високом топлотном проводљивошћу. Топлотна проводљивост: 1,0–10,0 W/(m·K) (према захтевима) - Debljina sloja izolacije: 0,1-0,3 mm (uravnotežen prenos toplote i izolacija) |
Automobilska/industrijska kontrola: Visoka termalna provodljivost (≥ 2,0 W/(m·K)), otpornost na temperaturu od -40 do 125 ℃; Medicinska oprema: Biokompatibilnost + niska EMI | |||
| Proces termalne izolacione prevlake |
- Metode lemljenja: Lemljenje pod pritiskom (konvencionalno), vakuumsko lemljenje (visoka preciznost) - Материјали: Епокси смола (ниска цена), полиимид, керамика |
Medicinska oprema: Bez halogena, niska isparljivost; Potrošačka elektronika: Tanji slojevi (≤0,15 mm) | |||
| Preciznost izrade linija |
- Širina linije/razmak između linija: minimalno 0,1 mm/0,1 mm (standard), 0,075 mm/0,075 mm (visoka preciznost) - Debljina bakarne folije: 1-3 unce (pogodno za zahteve struje) |
Automobilska/industrijska kontrola: Kola sa visokom strujom (2-3 unce bakarne folije); Potrošačka elektronika: Visoko gustina žičnih veza (male širine linija) | |||
| Конструкција за расипање топлоте |
- Дебљина алуминијумског супстрата: 1,0–3,0 mm (побољшано расипање топлоте) - Конструкција вија: Термички проводни виј (испуњен проводним лепком), прозор за расипање топлоте |
PCBA за погонска средства: Размак термичких вија ≤5mm; Опрема за спољашњу употребу: Алуминијумска уземљења за заштиту од прекомјерног напона | |||
| Компатибилност заваривања и састављања |
- Третман површине: Прскање калајем (конвенционално), галванизација златом (висока прецизност), OSP (еколошки прихватљиво) - Способност лемљења: 260℃/10s (три рефлуксна пећи) |
Медицинска PCBA: Лемљење без олова (у складу са RoHS-ом) Аутомобилски стандард: Нема изобличења након заваривања на високој температури (равнoћа ≤0,1mm/m) |
|||
| Стандард тестиранија поузданости |
- Електрична перформанса: Отпор изолације ≥10¹⁰Ω, напон пробоја ≥2kV - Испитивање одупирања спољашњим условима: Циклус високих и ниских температура (-40 до 125℃), старење у влажној топлоти (85% РН/85℃) - Механичко испитивање: Чврстоћа на савијање ≥50МПа |
Аутомобилска класа: АЕЦ-К200 сертификација; Медицинска класа: У складу са ИСО 13485; Индустријско управљање: Компатибилно са ИП67 заштитом |
Кључне предности алуминијумских штампаних платина
| Повољна категорија | основна вредност | Подударање сценарија примене у индустрији | |||
| Ултра висока топлотна проводљивост |
· Коефицијент топлотне проводљивости од 1,0–10,0 В/(м·К), знатно виши него ФР-4 (0,3–0,5 В/(м·К)) · Брзо расипа топлоту снаговних уређаја и смањује температуру чипа за 20–50℃ |
Модули за производњу енергије за аутомобиле, инвертори за индустријску контролу велике снаге и енергетске јединице за медицинску опрему | |||
| Изузетна стабилност расипања топлоте |
· Материјали језгра засновани на алуминијуму имају велики топлотни капацитет и равномерну расподелу температуре (разлика у температури ≤5℃). · Не постоји феномен термалне агрегације, што продужује век трајања PCBA за више од 30% |
Опрема за индустријску контролу на отвореном, аутомобилски LED светлосни уређаји, главе за брзо пуњење потрошачке електронике (без кварова при раду под дуготрајним великим оптерећењем) | |||
| Механичка чврстоћа и отпорност на изобличење |
· Алуминијумска подлога има велику чврстоћу, а отпорност на ударце/вибрације је боља него код FR-4 · Равнинство након заваривања на високој температури је ≤0,1mm/m (значајно боље од 0,3mm/m код FR-4). |
Аутомобилски PCBA уређаји (прилагођени вибрацијама приликом возења), прецизни делови медицинске опреме (спречавање изобличења сигнала услед монтажних размака) | |||
| Заштита животне средине и усклађеност |
· Материјал алуминијумског језгра је поново употребљив и у складу је са стандардима RoHS/REACH · Халогенски слој изолације је опциони, са ниском испарљивошћу и ниским EMI |
PCBA medicinskog kvaliteta (u skladu sa ISO 13485), proizvodi za potrošačku elektroniku za izvoz (koji ispunjavaju zahteve za zaštitu životne sredine u Evropi i Americi) | |||
| Prednosti integrisanog dizajna |
· Može zameniti kombinaciju „FR-4 podloga + hladnjak“, smanjujući proces montaže PCBA za 30% · Podržava integrisani dizajn visoko-gusto razvučenih provodnika i prozora za odvođenje toplote |
Тене потрошачке електронске производе, компактне индустријске контролне модуле (штеди простор за инсталацију) | |||
| Pouzdanost i stabilnost |
· Радни распон температуре: -40 до 125°C · Otpornost na izolaciju je ≥10¹⁰Ω, napon proboja je ≥2kV, i ima jaku otpornost na prenapone |
Производи са сертификатом АЕЦ-КВ200 за аутомобилску категорију, индустријска опрема за контролу за екстремна окружења |
Производња
| Могућности производње штампаних плоча | |||||
| итем | Proizvodna sposobnost | Минимални размак S/M до контактне површине, до SMT | 0.075mm/0.1mm | Хомогеност галванске бакарне подлоге | z90% |
| Број слојева | 1~40 | Min prostor za legenda do ivice/do SMT | 0,2 mm/0,2 mm | Tačnost šablona u odnosu na šablon | ±3 mil (±0,075 mm) |
| Veličina proizvodnje (min i max) | 250 mm x 40 mm/710 mm x 250 mm | Debljina završne obrade za Ni/Au/Sn/OSP | 1~6 μm /0,05~0,76 μm /4~20 μm/ 1 μm | Tačnost šablona u odnosu na rupu | ±4 mil (±0,1 mm ) |
| Debljina bakra laminacije | 1/3 ~ 10z | Minimalna veličina E-testirane pločice | 8 X 8mil | Minimalna širina linije/razmak | 0.045 /0.045 |
| Debljina ploče proizvoda | 0.036~2.5mm | Minimalan razmak između testiranih pločica | 8mil | Tolerancija graviranja | +20% 0,02 mm) |
| Tačnost automatskog rezanja | 0,1 мм | Minimalna tolerancija dimenzije konture (spoljašnji rub do kola) | ± 0,1 мм | Tolerancija poravnanja zaštitnog sloja | ±6 mil (±0,1 mm) |
| Veličina bušenja (Min/Max/tolerancija veličine rupe) | 0,075 mm/6,5 mm/±0,025 mm | Minimalna tolerancija dimenzije konture | ± 0,1 мм | Tolerancija viška lepka pri pritiskanju C/L | 0,1 мм |
| Min procenat za dužinu и širину CNC žleba | ≤0.5% | Min R poluprečnik ugla konture(unutrašnji zaobljeni ugao) | 0,2 мм | Tolerancija poravnanja za termoreaktivne S/M и UV S/M | ± 0,3 мм |
| maksimalni odnos debljine i prečnika otvora | 8:1 | Min rastojanje zlatnog prsta do konture | 0,075 мм | Min most S/M | 0,1 мм |
Честа питања о ламинирању алуминијумске PCB плоче
P1. Koje su razlike između strukture slojeva ploče PCB od aluminijuma i standardne PCB ploče?
A: Struktura slojeva PCB-a na bazi aluminijuma koristi jezgro od aluminijuma i u poređenju sa tradicionalnim FR4 PCB-om poseduje izuzetnu toplotnu provodljivost. To ga čini idealnim izborom za aplikacije koje zahtevaju efikasno rasipanje toplote.
P2. Da li višeslojni aluminijumski pločasti kolo može očuvati visoku integritet signala?
A: Odgovor je potvrdan, pod uslovom da je projektovanje odgovarajuće. Iako aluminijumski sloj može uticati na širenje signala, razumna planiranja strukture slojeva, izbor materijala i tehnike rasporeda mogu osigurati visok nivo integriteta signala u višeslojnim projektovanjima.
P3. Kako debljina aluminijumskog jezgra utiče na performanse PCB-a?
A: Deblja aluminijumska jezgra obično mogu poboljšati efikasnost hlađenja kroz bolje performanse rasipanja toplote. Međutim, to takođe povećava težinu i može povećati složenost proizvodnje, pa se debljina mora uravnotežiti sa drugim zahtevima dizajna.
P4. Da li je struktura složene ploče od aluminijuma pogodna za sve vrste elektronskih dizajna?
O: Iako strukture složenih ploča od aluminijumskih štampanih kola dobro funkcionišu u aplikacijama sa visokom snagom i zahtevima za rasipanjem toplote, ne svi dizajni ih trebaju ili prihvataju ekonomski. Njihove najveće prednosti su u scenarijima gde je upravljanje rasipanjem toplote od kritičnog značaja.
P5. Kako rešiti razliku u termičkom širenju u laminiranoj strukturi aluminijumskih štampanih kola?
O: Pažljivim izborom materijala, odgovarajućom debljinom slojeva i veštim korišćenjem provodnika može se pomoći u kontrolisanju razlika u termičkom širenju. Neke konstrukcije takođe uključuju strukture za olakšavanje napona kako bi se smanjio uticaj termičkog cikliranja.
