EN
Aluminiumskärm
Högpresterande aluminiumkretskort för medicinsk utrustning, industri, fordonsindustri och konsumentelektronik – specialiserade på värmeledning för högeffektsapplikationer
effektsapplikationer (LED:ar, strömförsörjning, bil elektronik). Utmärkt värmeavledning, lättviktigt aluminiumbärlager, korrosions
motstånd och pålitlig ledningsförmåga kombinerat med prototyp inom 24 timmar, snabb leverans, DFM-stöd och AOI-testning. Hållbara, termiskt effektiva och
kostnadseffektiva för kraftintensiva enheter.
✅ Exceptionell värmeavledning
✅ DFM-optimering och kvalitetsverifiering
✅ Fokus på LED/bilindustri/effekt elektronik
Beskrivning
Aluminiumskärm är en särskild typ av kretskort bestående av en aluminiumbärbotten, isolerande lager och kopparfolie. Dess främsta fördel ligger i effektiv värmeavledning (med en termisk ledningsförmåga långt över den traditionella FR-4), och den dessutom har hög mekanisk hållfasthet, god elektromagnetisk skärmning, miljöskydd och energibesparing. Den är lämplig för högeffektsapplikationer såsom LED-belysning och kraftelektronik. Kingfield kan erbjuda anpassad design, prototypering och massproduktionstjänster, stödja flera alternativ för termisk ledningsförmåga och följa IPC-standarder.
Aluminiumkärn-PCB , även känd som metallkärnig PCB eller aluminiumkärnig PCB, är en kretskort med aluminiumbärmaterial. Till skillnad från traditionella FR4-glasfiberplattor har detta aluminiumbaserade material god värmeledningsförmåga och kan effektivt leda bort värme från centrala komponenter, vilket förbättrar kretskortets stabilitet och hållbarhet i högeffekts- och högtemperatursmiljöer. Aluminium-PCB:er används omfattande inom områden med höga krav på värmehantering, såsom LED-belysning, effektmoduler och bil elektronik. hantering av värme, till exempel LED-belysning, effektmoduler och fordons-elektronik.
Varför används aluminium i kretskort?
Aluminium används i kretskort främst på grund av dess överlägsna värmeledningsförmåga – långt bättre än traditionella FR-4-bärmaterial – vilket möjliggör effektiv värmeavgivning från högprestandakomponenter, minskar risken för överhettning och förlänger produktlivslängd. Dessutom erbjuder den hög mekanisk hållfasthet, naturlig elektromagnetisk störskydd (EMI) för att stabilisera signalöverföring och är miljövänlig. Dessa egenskaper gör den idealisk för högeffektiva, värmetunga tillämpningar som LED-belysning, fordons elektronik och strömförsörjning. Kingfield utnyttjar dessa fördelar för att erbjuda anpassade Al-PCB-lösningar, som stödjer olika krav på värmeledningsförmåga och är i överensstämmelse med IPC standarder.
Typer av aluminium PCB
1. Klassificerad efter material i isoleringsskiktet
FR-4 aluminiumkretskort
Isoleringslager: FR-4 epoxihartsmaterial
Funktioner: Låg kostnad, medelhög värmeledningsförmåga (1,0–2,0 W/(m·K))
Tillämpningar: Medelhög till låg effekt (t.ex. allmän LED-belysning, små effektmoduler)
Polyimid (PI) aluminiumkretskort
Isoleringslager: Polyimid
Funktioner: Hög temperaturmotstånd (-200 ℃–260 ℃), utmärkt värmeledningsförmåga (2,0–4,0 W/(m·K))
Tillämpningar: Högtemperatur- och hög-effekttillämpningar (t.ex. fordons elektronik, industriella effektenheter)
Termiskt ledande pasta aluminium PCB
Isoleringslager: Silikon med hög termisk konduktivitet
Funktioner: Hög termisk konduktivitet (3,0–6,0 W/(m·K)), utmärkt värmeavgiftningsförmåga
Tillämpningar: Högpresterande LED:er, omvandlare och annan utrustning med hög värmeflödestäthet
2. Klassificerad efter termisk konduktivitet
| TYP | Intervall för termisk konduktivitet | Tillämpningar | |||
| Låg värmeledningsförmåga | 1,0–2,0 W/(m·K) | Allmän LED-belysning, lågenergiförbrukarelektronikmoduler | |||
| Medium termisk konduktivitet | 2,0–4,0 W/(m·K) | Automotive electronics, medium-power power supplies, industrial control modules | |||
| Hög värmeledningsförmåga | 4,0–6,0 W/(m·K) | High-power LED street lights, frequency converters, power amplifiers |
3. Klassificerade efter struktur
Ensidig aluminium-PCB
Struktur: En kopparfolielager + isoleringslager + aluminiumbärare
Funktioner: Enkel struktur, låg kostnad
Tillämpningar: Enkla kretsar
Dubbel-sidig aluminium-PCB
Struktur: Dubbla kopparfolielager + isoleringslager + aluminiumbärare
Funktioner: Stödjer komplexa kretsslayouter, jämn värmeavgivning
Tillämpningar: Mellaneffekts nätaggregat, bilens LED-drivmoduler
Flerskiktad aluminium-PCB
Struktur: Flerskiktad kopparfolie + isoleringslager + aluminiumbärare
Funktioner: Hög integrering, stöder högdensitetskoppling
Tillämpningar: Högpresterande bil elektronik, industriella högeffektsstyrutrustningar
Nyckelfaktorer
Nyckelfaktorer i tillverkningen av basplattor för aluminiumbaserade kretskort
| Nyckelfaktorer | Nyckelkrav | Nyckelpunkter för branschanpassning | |||
| Val av basmaterial |
- Typer av aluminiumbärare: Vanlig aluminiumbärare (FR-4 + aluminiumkärna), hög värmeledningsförmåga aluminiumbärare (keramikfylld resin + aluminiumkärna) Värmeledningsförmåga: 1,0–10,0 W/(m · K) (anpassas efter behov) - Isolerande skiktets tjocklek: 0,1–0,3 mm (avvägning mellan värmeledning och isolering) |
Fordons-/industrikontroll: Hög värmeledningsförmåga (≥ 2,0 W/(m · K)), temperaturmotstånd -40 till 125 ℃; Medicinsk utrustning: Biokompatibilitet + låg EMI | |||
| Process för termiskt isolerande skikt |
- Sammanfogningsmetoder: Varmpressning (konventionell), vakuumfogning (hög precision) - Material: Epoxiharts (låg kostnad), polyimid (hög temperaturmotstånd), keramik (ultrahög värmeledningsförmåga) |
Medicinsk utrustning: Halogenfri, låg avdunstning; Konsumentelektronik: Tunnare (≤ 0,15 mm) | |||
| Precision i ledningsframställning |
- Ledningsbredd/ledningsavstånd: minst 0,1 mm/0,1 mm (standard), 0,075 mm/0,075 mm (hög precision) - Kopparfoljens tjocklek: 1–3 oz (lämplig för strömkonsekvenser) |
Fordons-/industrikontroll: Högströmskretsar (2–3 oz kopparfolie); Konsumentelektronik: Högdensitetsbekabelning (fin ledningsbredd) | |||
| Konstruktion av värmeavledningsstruktur |
- Tjocklek på aluminiumbärplatta: 1,0–3,0 mm (förbättrad värmeavledning) - Via-konstruktion: Värmeledande via (fylld med ledande lim), värmeavledningsfönster |
Effektenhet PCBA: Avstånd mellan termiska via ≤5 mm; Uteutrustning: Aluminiumbaserad jordning för överspänningsskydd | |||
| Kompatibilitet för svetsning och montering |
- Ytbehandling: Tennsprutning (konventionell), guldplätering (hög precision), OSP (miljövänlig) - Lödbarhet: 260 °C/10 s (tre reflowugnar) |
Medicinsk PCBA: Blyfri lödning (i enlighet med RoHS) Fordonsstandard: Ingen vridning efter högtemperaturlödning (planhet ≤0,1 mm/m) |
|||
| Standard för pålitlighetstestning |
- Elektrisk prestanda: Isoleringsmotstånd ≥10¹⁰ Ω, genombrottsspänning ≥2 kV - Miljötester: Hög- och lågtemperaturcykling (-40 till 125℃), fuktig åldring (85 % RF/85℃) - Mekanisk test: Böjhållfasthet ≥50 MPa |
Bilgrad: AEC-Q200-certifiering; Medicinsk grad: ISO 13485-kompatibel; Industriell styrning: IP67-skyddskompatibel |
De viktigaste fördelarna med aluminiumkretskort
| Fördelaktig kategori | kärnvärde | Matchning av branschapplikationsscenarier | |||
| Extremt hög termisk ledningsförmåga |
· Värmeledningskoefficient på 1,0–10,0 W/(m, K), långt högre än 0,3 FR-4–0,5 W/(m, K) · Snabb värmeavledning från effektkomponenter och minskad chiptemperatur med 20–50℃ |
Bilgradade effektmoduler, industriella styrningshögprestandainverterare och strömförsörjning för medicinska apparater (för att undvika prestandaförsämring orsakad av höga temperaturer) | |||
| Utmärkt stabilitet i värmeavledning |
· Aluminiumbaserade kärnmaterial har en stor värmekapacitet och jämn temperaturfördelning (temperaturskillnad ≤5℃). · Det finns inget termiskt ackumuleringsfenomen, vilket förlänger livslängden för PCBA med mer än 30 % |
Utomhus industriell styrelektronik, fordonsklass LED-farlyktor, snabbladdningshuvuden för konsumentelektronik (inga fel vid långvarig drift under hög belastning) | |||
| Mekanisk hållfasthet och motstånd mot vridning |
· Aluminiumbäringen har hög styvhet och dess slag-/vibrationsmotstånd är bättre än FR-4 · Planheten efter svetsning vid hög temperatur är ≤0,1 mm/m (avsevärt bättre än FR-4:s 0,3 mm/m). |
Fordonsklass inbyggd PCBA (anpassad till vibrationsmiljö i fordon), precisionskomponenter för medicinsk utrustning (undvikande av signalstörningar orsakade av monteringsglapp) | |||
| Miljöskydd och kompliance |
· Aluminiumkärnmaterial kan återvinnas och uppfyller kraven i RoHS/REACH · Halogenfri isoleringsskikt är ett alternativ, med låg avgång och låg EMI |
Medicinsk klass PCBA (ISO 13485-kompatibel), exportprodukter inom konsumentelektronik (uppfyller kraven på miljöskydd i Europa och Amerika) | |||
| Fördelar med integrerad design |
· Kan ersätta kombinationen av "FR-4-substrat + kylkropp", vilket minskar PCBA-monteringsprocessen med 30 % · Stöder en integrerad design med högdensitetskablage och värmeavledningsfönster |
Tunna konsumentelektronikprodukter (till exempel laddningshållare för TWS-hörlurar), kompakta industriella styrenheter (sparar installationsutrymme) | |||
| Tillförlitlighet och stabilitet |
· Driftstemperaturområde: -40 till 125 ℃ (anpassning till brett temperaturintervall) · Isoleringsresistansen är ≥10¹⁰Ω, genombrottsvoltet är ≥2 kV, och har stark åtgång mot överspänning |
Bilkomponenter med AEC-Q200-certifiering, industriell styrutrustning för extrema miljöer (stabil drift vid hög och låg temperatur/fuktig värme) |
Tillverkningskapacitet (Form)
| PCB-tillverkningskapacitet | |||||
| artikel | Produktionss kapacitet | Minsta avstånd från S/M till padd, till SMT | 0.075mm/0.1mm | Homogenitet i pläterad Cu | z90% |
| Antal lager | 1~6 | Min utrymme för fältbeskrivning till kant/till SMT | 0,2 mm/0,2 mm | Mönsternoggrannhet i förhållande till mönster | ±3 mil (±0,075 mm) |
| Tillverkningsstorlek (min och max) | 250 mm x 40 mm/710 mm x 250 mm | Otyckningens tjocklek för Ni/Au/Sn/OSP | 1–6 μm /0,05–0,76 μm /4–20 μm/ 1 μm | Mönsternoggrannhet i förhållande till hål | ±4 mil (±0,1 mm) |
| Kopparinnehåll i lamineringen | 113 ~ 10z | Minsta storlek E-testad yta | 8 X 8mil | Minsta linjebredd/avstånd | 0.045 /0.045 |
| Produktens plattjocklek | 0.036~2.5mm | Minsta avstånd mellan testade ytor | 8mil | Ätsningstolerans | +20% 0,02 mm) |
| Automatisk skärningsnoggrannhet | 0,1 mm | Minsta tolerans för kontur (utomkant till krets) | ±0.1mm | Täcklagers justeringstolerans | ±6 mil (±0,1 mm) |
| Borrstorlek (min/max/hålstorleks-tolerans) | 0,075 mm/6,5 mm/±0,025 mm | Minsta tolerans för kontur | ±0.1mm | Överskott av limtolerans vid pressning C/L | 0,1 mm |
| Min procent för CNC-spalts längd och bredd | 2:01:00 | Min R hörnradie för kontur (inre avrundat hörn) | 0,2 mm | Justeringstolerans för termohärdande S/M och UV S/M | ±0.3mm |
| maximalt aspektförhållande (tjocklek/ håldiameter) | 8:01 | Min avstånd guld kontakt till kontur | 0,075 mm | Min S/M bro | 0,1 mm |
Vanliga frågor om laminering av aluminium-PCB
Q1. Vilka är skillnaderna mellan aluminium-PCB-brädans lagerstruktur och standard-PCB?
A: Den aluminiumbaserade PCB-stapelstrukturen använder en aluminiumkärna och har, jämfört med den traditionella FR4-PCB:n, överlägsen värmeledningsförmåga. Detta gör den till ett idealiskt val för tillämpningar som kräver effektiv värmeavgivning.
Q2. Kan flerskiktade aluminiumkretskort bibehålla hög signalkvalitet?
A: Svaret är ja, förutsatt att konstruktionen är lämplig. Även om aluminiumlagret kan påverka signalutbredning kan en rimlig planering av stapelstrukturen, materialval och layouttekniker säkerställa hög signalkvalitet i flerskiktade konstruktioner.
Q3. Hur påverkar tjockleken på aluminiumkärnan prestandan för ett PCB?
A: Tjockare aluminiumkärnor kan vanligtvis förbättra värmeavgivningseffektiviteten genom bättre värmeledning. Det kommer dock också att öka vikten och kan öka tillverkningskomplexiteten, så tjockleken måste balanseras mot andra designkrav.
Q4. Är aluminiumkretskortsstackstrukturen lämplig för alla typer av elektronikdesign?
A: Även om stackstrukturer av aluminiumkretskort fungerar väl i tillämpningar med hög effekt och stora krav på värmeavgivning, behöver inte alla designlösningar dem eller är ekonomiskt försvarbara. Deras största fördelar framträder i scenarier där hantering av värmeavgivning är av kritisk betydelse.
Q5. Hur löser man skillnader i termisk expansion i den laminera strukturen av aluminiumkretskort?
A: Omsorgsfull materialval, lämplig lagertjocklek och skicklig användning av genomgående hål (vias) kan hjälpa till att kontrollera skillnader i termisk expansion. Vissa designlösningar inkluderar även spänningsavlastningsstrukturer för att minimera påverkan från termiska cykler.
