EN
PCB nhôm
Mạch PCB nhôm hiệu suất cao cho y tế, công nghiệp, ô tô và điện tử tiêu dùng — chuyên về quản lý nhiệt cho các ứng dụng công suất lớn
cao (LED, nguồn điện, điện tử ô tô). Tản nhiệt vượt trội, nền nhôm nhẹ, chống ăn mòn
và dẫn điện đáng tin cậy kết hợp với chế tạo mẫu trong 24 giờ, giao hàng nhanh, hỗ trợ DFM và kiểm tra AOI. Bền bỉ, hiệu quả về mặt nhiệt và
kinh tế cho các thiết bị công suất cao.
✅ Tản nhiệt tuyệt vời
✅ Tối ưu hóa DFM và xác nhận chất lượng
✅ Tập trung vào LED/điện tử ô tô/điện công suất
Mô tả
Tấm mạch PCB nhôm là gì?
PCB nhôm là một loại PCB đặc biệt bao gồm nền nhôm, lớp cách điện và lá đồng. Ưu điểm cốt lõi của nó nằm ở khả năng tản nhiệt hiệu quả , và nó cũng có đặc tính độ bền cơ học cao, khả năng chắn nhiễu điện từ tốt, bảo vệ môi trường và tiết kiệm năng lượng. Sản phẩm phù hợp với các ứng dụng công suất cao như chiếu sáng LED và điện tử công suất. Kingfield có thể cung cấp dịch vụ thiết kế theo yêu cầu, chế tạo mẫu và sản xuất hàng loạt, hỗ trợ nhiều lựa chọn về độ dẫn nhiệt và tuân thủ các tiêu chuẩn IPC.
Mạch in lõi nhôm , còn được gọi là bảng mạch kim loại lõi hoặc bảng mạch lõi nhôm, là một loại bảng mạch có đế bằng nhôm. Khác với các bảng sợi thủy tinh FR4 truyền thống, vật liệu nền nhôm này có khả năng dẫn nhiệt tốt và có thể dẫn nhiệt hiệu quả ra khỏi các linh kiện chính, do đó cải thiện độ ổn định và độ bền của bảng mạch trong các môi trường công suất cao và nhiệt độ cao. Các bảng mạch nhôm được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực yêu cầu quản lý nhiệt cao như chiếu sáng LED, mô-đun điện và điện tử ô tô. tản nhiệt hiệu quả ra khỏi các linh kiện chính, do đó cải thiện độ ổn định và độ bền của bảng mạch trong các môi trường công suất cao và nhiệt độ cao. Các bảng mạch nhôm được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực yêu cầu quản lý nhiệt cao như chiếu sáng LED, mô-đun điện và điện tử ô tô.
Tại sao nhôm được sử dụng trong các bảng mạch?
Nhôm được sử dụng trong các bảng mạch chủ yếu nhờ khả năng dẫn nhiệt vượt trội—vượt xa các lớp nền FR-4 truyền thống—cho phép tản nhiệt hiệu quả từ các linh kiện công suất cao, giảm nguy cơ quá nhiệt và kéo dài tuổi thọ sản phẩm. Ngoài ra, vật liệu này còn có độ bền cơ học cao, khả năng chắn nhiễu điện từ (EMI) tự nhiên để ổn định truyền tín hiệu, và thân thiện với môi trường. Những đặc tính này khiến nó lý tưởng cho các ứng dụng công suất cao, nhiệt độ cao các ứng dụng như đèn LED, điện tử ô tô và nguồn điện. Kingfield tận dụng những lợi thế này để cung cấp các giải pháp Al-PCB tùy chỉnh, hỗ trợ các yêu cầu dẫn nhiệt khác nhau và tuân thủ IPC tiêu chuẩn.
Các loại mạch in nhôm
1. Phân loại theo vật liệu lớp cách điện
Tấm mạch in nhôm FR-4
Lớp cách điện: Vật liệu nhựa epoxy FR-4
Tính năng: Chi phí thấp, dẫn nhiệt trung bình (1,0-2,0 W/(m·K))
Ứng dụng: Các tình huống công suất trung bình đến thấp Mạch nhôm Polyimide (PI)
Lớp cách điện: Polyimide
Tính năng: Chịu nhiệt độ cao (-200℃~260℃), dẫn nhiệt xuất sắc (2,0-4,0 W/(m·K))
Ứng dụng: Các tình huống nhiệt độ cao, công suất cao
Bột tản nhiệt dẫn nhiệt nhôm PCB
Lớp cách điện: Silicone dẫn nhiệt cao
Tính năng: Dẫn nhiệt cao (3,0-6,0 W/(m·K)), hiệu suất tản nhiệt vượt trội
Ứng dụng: Đèn LED công suất cao, bộ nghịch lưu và các thiết bị mật độ thông lượng nhiệt cao khác
2. Phân loại theo độ dẫn nhiệt
| LOẠI | Phạm vi độ dẫn nhiệt | Ứng dụng | |||
| Độ dẫn nhiệt thấp | 1,0-2,0 W/(m·K) | Đèn LED chiếu sáng thông thường, các mô-đun điện tử tiêu dùng công suất thấp | |||
| Độ dẫn nhiệt trung bình | 2,0-4,0 W/(m·K) | Điện tử ô tô, nguồn điện công suất trung bình, các mô-đun điều khiển công nghiệp | |||
| Độ dẫn nhiệt cao | 4,0-6,0 W/(m·K) | Đèn đường LED công suất cao, bộ biến tần, bộ khuếch đại công suất |
3. Phân loại theo cấu trúc
- Mạch in nhôm một mặt
Cấu trúc: Lớp đồng một mặt + lớp cách điện + nền nhôm
Tính năng: Cấu trúc đơn giản, chi phí thấp
Ứng dụng: Mạch đơn giản
- Mạch in nhôm hai mặt
Cấu trúc: Hai lớp đồng + lớp cách điện + nền nhôm
Tính năng: Hỗ trợ bố trí mạch phức tạp, tản nhiệt đồng đều
Ứng dụng: Bộ nguồn công suất trung bình, các mô-đun điều khiển LED ô tô
- Mạch in nhôm nhiều lớp
Cấu trúc: Lá đồng nhiều lớp + lớp cách điện + đế nhôm
Tính năng: Tích hợp cao, hỗ trợ đi dây mật độ cao
Ứng dụng: Điện tử ô tô cao cấp, thiết bị điều khiển công suất lớn công nghiệp
Các yếu tố chính
Các yếu tố then chốt trong sản xuất mạch in nền nhôm
| Các yếu tố chính | Yêu cầu chính | Các điểm chính trong thích ứng ngành | |||
| Lựa chọn vật liệu nền |
- Các loại nền nhôm: Nền nhôm thông dụng (FR-4 + lõi nhôm), nền nhôm dẫn nhiệt cao. Khả năng dẫn nhiệt: 1,0-10,0 W/(m·K) (phù hợp theo yêu cầu) - Độ dày lớp cách nhiệt: 0,1-0,3mm (cân bằng dẫn nhiệt và cách nhiệt) |
Điều khiển ô tô/công nghiệp: Dẫn nhiệt cao (≥ 2,0W /(m · K)), chịu nhiệt từ -40 đến 125℃; Y tế: Tương thích sinh học + EMI thấp | |||
| Quy trình lớp cách nhiệt nhiệt |
- Phương pháp dán kết: Dán ép nóng (thông thường), dán chân không (độ chính xác cao) - Vật liệu: Nhựa epoxy (chi phí thấp), polyimide, gốm |
Thiết bị y tế: Không chứa halogen, bay hơi thấp; Thiết bị điện tử tiêu dùng: Mỏng hóa (≤0,15mm) | |||
| Độ chính xác trong chế tạo đường mạch |
- Chiều rộng/khoảng cách đường mạch: tối thiểu 0,1mm/0,1mm (chuẩn), 0,075mm/0,075mm (cao cấp) - Độ dày lá đồng: 1-3 oz (phù hợp yêu cầu dòng điện) |
Điều khiển ô tô/công nghiệp: Mạch dòng điện cao (lá đồng 2-3 oz); Thiết bị điện tử tiêu dùng: Dây dẫn mật độ cao (chiều rộng đường nhỏ) | |||
| Thiết kế cấu trúc tản nhiệt |
- Độ dày nền nhôm: 1,0-3,0mm (tăng cường khả năng tản nhiệt) - Thiết kế Via: Via dẫn nhiệt (được đổ đầy keo dẫn điện), cửa sổ tản nhiệt |
PCBA thiết bị công suất: Khoảng cách via nhiệt ≤5mm; Thiết bị ngoài trời: Nối đất bằng nền nhôm để bảo vệ sét lan truyền | |||
| Khả năng tương thích hàn và lắp ráp |
- Xử lý bề mặt: Phun thiếc (thông thường), mạ vàng (độ chính xác cao), OSP (thân thiện môi trường) - Khả năng hàn: 260℃/10s (ba lò hàn reflow) |
PCBA y tế: Hàn không chì (phù hợp RoHS) Đặc tả ô tô: Không cong vênh sau hàn nhiệt độ cao (độ phẳng ≤0,1mm/m) |
|||
| Tiêu chuẩn kiểm tra độ tin cậy |
- Hiệu suất điện: Điện trở cách điện ≥10¹⁰Ω, điện áp đánh thủng ≥2kV - Kiểm tra môi trường: Chu kỳ nhiệt độ cao và thấp (-40 đến 125℃), lão hóa độ ẩm nhiệt (85% RH/85℃) - Kiểm tra cơ học: Độ bền uốn ≥50MPa |
Cấp độ ô tô: Chứng nhận AEC-Q200; Cấp độ y tế: Phù hợp ISO 13485; Điều khiển công nghiệp: Tương thích bảo vệ IP67 |
Những ưu điểm chính của mạch in nhôm
| Danh mục ưu việt | giá trị cốt lõi | Phù hợp theo kịch bản ứng dụng công nghiệp | |||
| Độ dẫn nhiệt cực cao |
· Hệ số dẫn nhiệt từ 1,0-10,0 W/(m, K), cao hơn nhiều so với FR-4 (0,3-0,5 W/(m·K)) · Tản nhiệt nhanh cho các thiết bị điện và giảm nhiệt độ chip từ 20-50℃ |
Các mô-đun nguồn đạt tiêu chuẩn ô tô, các bộ nghịch lưu công suất cao dùng trong điều khiển công nghiệp và các bộ nguồn thiết bị y tế | |||
| Ổn định tản nhiệt xuất sắc |
· Vật liệu lõi nền nhôm có dung tích nhiệt lớn và phân bố nhiệt độ đồng đều (chênh lệch nhiệt độ ≤5℃). · Không có hiện tượng tập trung nhiệt, giúp kéo dài tuổi thọ của PCBA hơn 30% |
Thiết bị điều khiển công nghiệp ngoài trời, đèn LED xe ô tô đạt tiêu chuẩn ô tô, đầu sạc nhanh cho thiết bị điện tử tiêu dùng (không xảy ra lỗi trong quá trình vận hành tải cao dài hạn) | |||
| Độ bền cơ học và khả năng chống cong vênh |
· Đế nhôm có độ cứng chắc cao và khả năng chịu va chạm/chống rung tốt hơn so với FR-4 · Độ phẳng sau hàn nhiệt độ cao là ≤0,1mm/m (vượt trội hơn nhiều so với 0,3mm/m của FR-4). |
PCBA dùng trong xe đạt tiêu chuẩn ô tô (phù hợp với rung động khi lái xe), linh kiện chính xác cho thiết bị y tế (tránh méo tín hiệu do khe lắp ráp) | |||
| Bảo vệ Môi trường và Tuân thủ |
· Vật liệu lõi nhôm có thể tái chế và đáp ứng tiêu chuẩn RoHS/REACH · Lớp cách điện không chứa halogen là tùy chọn, có độ bay hơi thấp và nhiễu điện từ (EMI) thấp |
PCBA y tế (phù hợp ISO 13485), sản phẩm xuất khẩu điện tử tiêu dùng (đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường tại châu Âu và Mỹ) | |||
| Ưu điểm của thiết kế tích hợp |
· Có thể thay thế tổ hợp "đế FR-4 + tản nhiệt", giảm 30% quy trình lắp ráp PCBA · Hỗ trợ thiết kế tích hợp dây dẫn mật độ cao và các cửa tản nhiệt |
Các sản phẩm điện tử tiêu dùng mỏng, các mô-đun điều khiển công nghiệp nhỏ gọn (tiết kiệm không gian lắp đặt) | |||
| Tính tin cậy và ổn định |
· Dải nhiệt độ hoạt động: -40 đến 125℃ · Điện trở cách điện ≥10¹⁰Ω, điện áp đánh thủng ≥2kV, có khả năng chịu xung mạnh |
Sản phẩm đạt chứng nhận AEC-Q200 dành cho linh kiện ô tô, thiết bị điều khiển công nghiệp sử dụng trong môi trường khắc nghiệt |
Khả Năng Sản Xuất
| Khả năng sản xuất PCB | |||||
| mục | Khả năng sản xuất | Khoảng cách tối thiểu từ S/M đến pad, đến SMT | 0.075mm/0.1mm | Độ đồng nhất của lớp đồng mạ | z90% |
| Số lớp | 1~40 | Khoảng trống tối thiểu cho chú thích để cách đến SMT | 0.2mm/0.2mm | Độ chính xác của họa tiết so với họa tiết | ±3mil(±0.075mm) |
| Kích thước sản xuất (tối thiểu & tối đa) | 250mmx40mm/710mmx250mm | Độ dày xử lý bề mặt cho Ni/Au/Sn/OSP | 1~6um /0.05~0.76um /4~20um/ 1um | Độ chính xác của họa tiết so với lỗ | ±4mil (±0.1mm ) |
| Độ dày đồng của lớp phủ | 1/3 ~ 10z | Kích thước tối thiểu của pad đã kiểm tra E- | 8 X 8mil | Chiều rộng vạch tối thiểu/khoảng cách | 0.045 /0.045 |
| Độ dày bảng sản phẩm | 0.036~2.5mm | Khoảng cách tối thiểu giữa các pad đã kiểm tra | 8mil | Dung sai ăn mòn | +20% 0,02mm) |
| Độ chính xác cắt tự động | 0.1mm | Dung sai kích thước tối thiểu của đường viền (cạnh ngoài đến mạch) | ±0,1mm | Dung sai căn chỉnh lớp phủ | ±6mil (±0,1 mm) |
| Kích thước lỗ khoan (Tối thiểu/Tối đa/dung sai kích thước lỗ) | 0,075mm/6,5mm/±0,025mm | Dung sai kích thước tối thiểu của đường viền | ±0,1mm | Dung sai keo thừa cho ép lớp phủ | 0.1mm |
| Phần trăm tối thiểu cho chiều dài và chiều rộng khe CNC | ≤0.5% | Bán kính góc R tối thiểu của đường viền ngoài (góc lượn trong) | 0.2mm | Dung sai căn chỉnh cho lớp phủ nhiệt hóa cứng và UV | ±0.3mm |
| tỷ lệ khía cạnh tối đa (độ dày/đường kính lỗ) | 8:1 | Khoảng cách tối thiểu từ tiếp điểm vàng đến viền ngoài | 0,075mm | Chiều rộng cầu S/M tối thiểu | 0.1mm |
Các câu hỏi thường gặp về ép lớp mạch in nhôm
Câu hỏi 1. Có những điểm khác biệt gì giữa cấu trúc xếp lớp bảng mạch nhôm và bảng mạch PCB tiêu chuẩn?
A: Cấu trúc xếp lớp PCB nền nhôm sử dụng lõi nhôm và so với PCB FR4 truyền thống thì có khả năng dẫn nhiệt vượt trội hơn. Điều này làm cho nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu tản nhiệt hiệu quả.
Q2. Tấm mạch nhôm nhiều lớp có thể duy trì độ toàn vẹn tín hiệu cao không?
A: Câu trả lời là khẳng định, miễn là thiết kế phù hợp. Mặc dù lớp nhôm có thể ảnh hưởng đến sự lan truyền tín hiệu, nhưng việc lập kế hoạch cấu trúc xếp lớp hợp lý, lựa chọn vật liệu và kỹ thuật bố trí có thể đảm bảo độ toàn vẹn tín hiệu cao trong các thiết kế nhiều lớp.
Q3. Độ dày của lõi nhôm ảnh hưởng như thế nào đến hiệu suất của một tấm mạch PCB?
A: Lõi nhôm càng dày thường có thể tăng cường hiệu quả tản nhiệt nhờ khả năng tản nhiệt tốt hơn. Tuy nhiên, điều này cũng làm tăng trọng lượng và có thể làm phức tạp thêm quy trình sản xuất, do đó cần cân nhắc độ dày sao cho phù hợp với các yêu cầu thiết kế khác.
Q4. Cấu trúc xếp lớp bảng mạch nhôm có phù hợp với tất cả các loại thiết kế điện tử không?
A: Mặc dù cấu trúc xếp lớp bảng mạch in nhôm hoạt động tốt trong các ứng dụng có yêu cầu công suất cao và tản nhiệt cao, nhưng không phải mọi thiết kế nào cũng cần hoặc áp dụng chúng về mặt kinh tế. Chúng phát huy lợi thế lớn nhất trong những tình huống mà việc quản lý tản nhiệt là yếu tố cực kỳ quan trọng.
Q5. Làm thế nào để giải quyết sự chênh lệch giãn nở nhiệt trong cấu trúc lớp của bảng mạch in nhôm?
A: Việc lựa chọn cẩn thận vật liệu, độ dày lớp phù hợp và sử dụng thông minh các lỗ via có thể giúp kiểm soát sự chênh lệch giãn nở nhiệt. Một số thiết kế còn tích hợp các cấu trúc giảm ứng suất nhằm tối thiểu hóa ảnh hưởng của chu kỳ nhiệt.
