EN
Алюмінієвий ПЛІ
Високопродуктивні алюмінієві друковані плати для медичного, промислового, автомобільного та побутового електронного обладнання — спеціалізація на термокеруванні для високопотужних
застосувань (LED, джерела живлення, автомобільна електроніка). Вища тепловідсічність, легкий алюмінієвий субстрат, корозія
опору, і надійну провідність в парах з 24 годинним прототипом, швидкою доставкою, підтримкою DFM і тестуванням AOI. Тривалий, тепловий ефективний, і
економічно ефективні для енергозавгальтуючих пристроїв.
✅ Виняткове відведення тепла
✅ Оптимізація DFM та перевірка якості
✅ Фокус на LED/автомобільну промисловість/силову електроніку
Опис
Алюмінієвий ПЛІ є спеціальним типом друкованої плати, що складається з алюмінієвого субстрату, ізоляційного шару та мідної фольги. Її основна перевага полягає в ефективному відведенні тепла (теплопровідність значно перевищує показники традиційного FR-4), і вона також має високу механічну міцність, добре електромагнітне екранування, захист навколишнього середовища та енергозбереження. Підходить для високопотужних сценаріїв, таких як світлодіодне освітлення та силова електроніка. Компанія Kingfield може надати індивідуальне проектування, послуги прототипування та масового виробництва, підтримку різних варіантів теплопровідності та відповідність стандартам IPC.
Друкована плата з алюмінієвим осердям , відома також як друкована плата з металевою основою або з алюмінієвою основою, — це друкована плата з алюмінієвим субстратом. На відміну від традиційних склотканих плат FR4, цей матеріал на основі алюмінію має добру теплопровідність і може ефективно відводити тепло від ключових компонентів, тим самим підвищуючи стабільність і довговічність друкованої плати в умовах високої потужності та високих температур. Алюмінієві друковані плати широко використовуються в галузях із високими вимогами до тепловідведення, таких як світлодіодне освітлення, силові модулі та автомобільна електроніка. управління теплом, таких як світлодіодне освітлення, силові модулі та автомобільна електроніка.
Чому використовується алюміній у друкованих платах?
Алюміній використовується у друкованих платах переважно завдяки своїй високій теплопровідності — значно вищій, ніж у традиційних субстратів FR-4, — що забезпечує ефективне відведення тепла від потужних компонентів, зменшуючи ризик перегріву та подовжуючи термін служби продукту. Крім того, він має високу механічну міцність, природний екран від електромагнітних перешкод (ЕМП) для стабілізації передачі сигналу та екологічну безпечність. Ці властивості роблять його ідеальним для високопотужних, високотемпературних застосування, такі як світлодіодне освітлення, автомобільна електроніка та джерела живлення. Kingfield використовує ці переваги для надання спеціалізованих рішень Al-PCB, підтримуючи різні вимоги до теплопровідності та відповідаючи стандартам IPC стандартів.
Типи алюмінієвих друкованих плат
1. Класифікація за матеріалом ізоляційного шару
Алюмінієві друковані плати FR-4
Шар ізоляції: Епоксидний матеріал смоли FR-4
Особливості: Низька вартість, середня теплопровідність (1,0–2,0 Вт/(м·К))
Застосування: Сценарії середньої та низької потужності (наприклад, загальне світлодіодне освітлення, малі модулі живлення)
Алюмінієва друкована плата з полііміду (PI)
Шар ізоляції: Поліімід
Особливості: Стійкість до високих температур (-200℃~260℃), відмінна теплопровідність (2,0–4,0 Вт/(м·К))
Застосування: Сценарії з високими температурами та високою потужністю (наприклад, автомобільна електроніка, промислові силові пристрої)
Термопровідна паста з алюмінієвою PCB
Шар ізоляції: Силікон високої термопровідності
Особливості: Висока термопровідність (3,0–6,0 Вт/(м·К)), чудова ефективність розсіювання тепла
Застосування: Світлодіоди великої потужності, інвертори та інше обладнання з високою густиною теплового потоку
2. Класифікація за термопровідністю
| Тип | Діапазон термопровідності | Застосування | |||
| Низька теплопровідність | 1,0–2,0 Вт/(м·К) | Загальне світлодіодне освітлення, модулі побутової електроніки малої потужності | |||
| Середня термопровідність | 2,0–4,0 Вт/(м·К) | Автомобільна електроніка, джерела живлення середньої потужності, модулі промислової автоматики | |||
| Висока теплопровідність | 4,0–6,0 Вт/(м·K) | Світлодіодні вуличні ліхтарі великої потужності, перетворювачі частоти, підсилювачі потужності |
3. Класифікація за конструкцією
Односторонній алюмінієвий друкований друкований кабель
Структура: Один шар мідної фольги + ізоляційний шар + алюмінієва основа
Особливості: Проста конструкція, низька вартість
Застосування: Прості схеми
Двосторонній алюмінієвий друкований кабель
Структура: Два шари мідної фольги + ізоляційний шар + алюмінієва основа
Особливості: Підтримує складні схеми розташування ланцюгів, рівномірне відведення тепла
Застосування: Джерела живлення середньої потужності, модулі драйверів світлодіодів для автомобілів
Багатошарові алюмінієві друковані плати
Структура: Багатошарова мідна фольга + ізоляційний шар + алюмінієва основа
Особливості: Висока інтеграція, підтримка високощільного розводження
Застосування: Електроніка класу люкс для автомобілів, промислове обладнання для керування високою потужністю
Ключові фактори
Ключові фактори у виробництві друкованих плат на алюмінієвій основі
| Ключові фактори | Головне вимога | Основні аспекти адаптації галузі | |||
| Вибір основного матеріалу |
- Типи алюмінієвих основ: звичайна алюмінієва основа (FR-4 + алюмінієве ядро), алюмінієва основа з високою теплопровідністю (наповнений керамікою смола + алюмінієве ядро) Теплопровідність: 1,0–10,0 Вт/(м · К) (за необхідністю) - Товщина ізоляційного шару: 0,1-0,3 мм (баланс теплопровідності та ізоляції) |
Автомобільна/промислова автоматика: Висока теплопровідність (≥ 2,0 Вт/(м · К)), стійкість до температур від -40 до 125 ℃; Медичне обладнання: Біосумісність + низькі електромагнітні перешкоди | |||
| Технологія шару теплової ізоляції |
- Методи з'єднання: З'єднання гарячим пресуванням (традиційне), вакуумне з'єднання (висока точність) - Матеріали: Епоксидна смола (низька вартість), поліімід (стійкий до високих температур), кераміка (надвисока теплопровідність) |
Медичне обладнання: Безгалогенове, низька летючість; Побутова електроніка: Зменшення товщини (≤0,15 мм) | |||
| Точність виготовлення доріжок |
- Ширина доріжки/відстань між доріжками: мінімум 0,1 мм/0,1 мм (стандарт), 0,075 мм/0,075 мм (висока точність) - Товщина мідної фольги: 1-3 унції (відповідно до вимог щодо струму) |
Автомобільна/промислова автоматика: Ланцюги високого струму (фольга 2-3 унції); Побутова електроніка: Високощільні трасування (тонкі лінії) | |||
| Конструкція системи відведення тепла |
- Товщина алюмінієвої основи: 1,0–3,0 мм (покращене відведення тепла) - Конструкція отворів: теплопровідний отвір (заповнений провідним клеєм), віконце для відведення тепла |
Потужнісний пристрій PCBA: відстань між тепловими отворами ≤5 мм; зовнішнє обладнання: алюмінієва основа із захистом від перенапруги шляхом заземлення | |||
| Сумісність з процесами паяння та складання |
- Обробка поверхні: напилення олова (традиційне), гальванопокриття золотом (висока точність), OSP (екологічно чистий метод) - Здатність до паяння: 260 °C/10 с (три оплавні печі) |
Медична плата PCBA: безсвинцеве паяння (відповідно до RoHS); Автомобільний стандарт: відсутність деформації після паяння при високій температурі (плоскість ≤0,1 мм/м) |
|||
| Стандарт випробувань на надійність |
- Електричні характеристики: опір ізоляції ≥10¹⁰ Ом, напруга пробою ≥2 кВ - Екологічне тестування: циклічні високі та низькі температури (-40 до 125℃), старіння у вологому теплі (85% відносної вологості/85℃) - Механічний тест: міцність на згин ≥50 МПа |
Автомобільний клас: сертифікація AEC-Q200; медичний клас: відповідність ISO 13485; промислове керування: сумісність із захистом IP67 |
Основні переваги алюмінієвих друкованих плат
| Вигідна категорія | ядрова цінність | Відповідність сценаріям застосування в галузі | |||
| Надзвичайно висока теплопровідність |
· коефіцієнт теплопровідності 1,0–10,0 Вт/(м·К), значно вищий за 0,3 FR-4–0,5 Вт/(м·К) · Швидко відводить тепло від потужних пристроїв і знижує температуру чіпа на 20–50℃ |
Потужні модулі автомобільного класу, високовольтні інвертори промислового керування та блоки живлення медичного обладнання (щоб уникнути погіршення продуктивності через високі температури) | |||
| Виняткова стабільність відведення тепла |
· Матеріали алюмінієвого сердечника мають велику теплову ємність і рівномірний розподіл температури (різниця температур ≤5℃). · Відсутній ефект теплової концентрації, що подовжує термін служби PCBA більше ніж на 30% |
Зовнішнє промислове керуюче обладнання, світлодіодні лампи для транспортних засобів автомобільного класу, головки швидкого зарядження для побутової електроніки (без відмов під час тривалої роботи під високим навантаженням) | |||
| Механічна міцність і стійкість до деформації |
· Алюмінієва основа має високу жорсткість, а її стійкість до ударів/вібрацій перевершує показники FR-4 · Рівність після зварювання при високій температурі становить ≤0,1 мм/м (значно краще, ніж 0,3 мм/м у FR-4). |
Бортові плати PCBA автомобільного класу (адаптовані до вібрації під час руху), прецизійні компоненти медичного обладнання (запобігання спотворенню сигналу через зазори при складанні) | |||
| Захист середовища та відповідність нормам |
· Матеріал алюмінієвого сердечника придатний для вторинної переробки та відповідає стандартам RoHS/REACH · Доступний варіант безгалогенного ізоляційного шару з низькою летючістю та низьким рівнем ЕМІ |
Медичне PCBA (відповідно до ISO 13485), експортні товари електроніки для споживачів (відповідають вимогам щодо охорони навколишнього середовища в Європі та Америці) | |||
| Переваги інтегрованого дизайну |
· Може замінити комбінацію "підкладка FR-4 + радіатор", скоротивши процес збирання PCBA на 30% · Підтримує інтегрований дизайн з високощільним розведенням та вікнами для відведення тепла |
Тонкі електронні пристрої для споживачів (наприклад, зарядні чохли для TWS-навушників), компактні модулі промислового керування (економлять місце для встановлення) | |||
| Надійність та стабільність |
· Діапазон робочих температур: від -40 до 125℃ (широкий діапазон роботи при різних температурах) · Опір ізоляції ≥10¹⁰ Ом, напруга пробою ≥2 кВ, висока стійкість до стрибків напруги |
Продукти, сертифіковані за автомобільним стандартом AEC-Q200, обладнання промислового керування для екстремальних умов (стабільна робота при високих і низьких температурах/вологому теплі) |
Виробничі можливості (форма)
| Можливості виробництва друкованих плат | |||||
| елемент | Здатність до виробництва | Мінімальний зазор від S/M до площадки, до SMT | 0.075 мм/0.1 мм | Гомогенність гальванопокриття міддю | z90% |
| Кількість шарів | 1~6 | Мін. відстань від легенди до плати/до SMT | 0,2 мм/0,2 мм | Точність малюнка щодо малюнка | ±3 mil (±0,075 мм) |
| Розмір виробництва (мін. і макс.) | 250 мм x 40 мм/710 мм x 250 мм | Товщина поверхневої обробки для Ni/Au/Sn/OSP | 1~6 мкм /0,05~0,76 мкм /4~20 мкм/ 1 мкм | Точність малюнка щодо отвору | ±4 mil (±0,1 мм) |
| Товщина міді шару | 113 ~ 10z | Мінімальний розмір тестової площадки E- | 8 X 8mil | Мінімальна ширина лінії/відстань | 0.045 /0.045 |
| Товщина плати продукту | 0.036~2.5 мм | Мінімальна відстань між тестовими площадками | 8mil | Допуск травлення | +20% 0,02 мм) |
| Точність автоматичного різання | 0.1мм | Мінімальний допуск розміру контуру (зовнішній край до схеми) | ±0.1мм | Допуск вирівнювання захисного шару | ±6 mil (±0,1 мм) |
| Розмір свердління (мін./макс./допуск розміру отвору) | 0,075 мм/6,5 мм/±0,025 мм | Мінімальний допуск розміру контуру | ±0.1мм | Надлишковий допуск клею для пресування C/L | 0.1мм |
| Мін. відсоток для довжини та ширини пазу ЧПК | 2:01:00 | Мінімальний радіус кута контуру (внутрішній заокруглений кут) | 0.2мм | Допуск вирівнювання для термореактивного С/М та УФ С/М | ±0.3мм |
| максимальне співвідношення сторони (товщина/діаметр отвору) | 8:01 | Мінімальна відстань золотого контакту до контуру | 0.075mm | Мінімальний місток С/М | 0.1мм |
Поширені запитання щодо ламінування алюмінієвих друкованих плат
П1. У чому різниця між алюмінієвою багатошаровою конструкцією PCB та стандартною PCB?
А: Структура шарів алюмінієвої плати на основі алюмінію використовує алюмінієве ядро і, у порівнянні з традиційною FR4 PCB, має кращу теплопровідність. Це робить її ідеальним вибором для застосувань, які вимагають ефективного відведення тепла.
П2. Чи може багатошарова алюмінієва плата забезпечувати високу цілісність сигналу?
В: Відповідь ствердна, якщо проектування виконано правильно. Хоча алюмінієвий шар може впливати на поширення сигналу, раціональне планування структури шарів, вибір матеріалів та методи розташування дозволяють забезпечити високу цілісність сигналу в багатошарових конструкціях.
П3. Як товщина алюмінієвого ядра впливає на продуктивність плати?
В: Більша товщина алюмінієвого ядра, як правило, підвищує ефективність відведення тепла завдяки покращеній тепловіддачі. Однак це також збільшує вагу та може підвищити складність виробництва, тому товщину потрібно узгоджувати з іншими вимогами до проектування.
П4. Чи підходить конструкція багатошарової алюмінієвої плати для всіх типів електронних конструкцій?
В: Хоча багатошарові алюмінієві друковані плати добре себе показують у застосунках із високим енергоспоживанням та високими вимогами до відведення тепла, не всі конструкції потребують їх використання або економічно доцільного застосування. Їх найбільші переваги проявляються в сценаріях, де критично важливе управління відведенням тепла.
П5. Як вирішити проблему різниці теплового розширення в шаруватій структурі алюмінієвих друкованих плат?
В: Ретельний підбір матеріалів, відповідна товщина шарів та вигадливе використання монтажних отворів можуть допомогти контролювати різницю теплового розширення. Деякі конструкції також включають елементи компенсації напружень для мінімізації впливу термоциклів.
