Aluminum PCBs are one of the most popular metal core PCBs, which can be found in versatile applications. They have metal base and copper-clad laminates that offer excellent thermal conductivity and electric insulation. このブログでは, we will discuss this critical PCB type in details, including its structure, manufacturing process, およびアプリケーション. Keep reading to learn more.
What Is an Aluminum PCB?
An Aluminum PCB, also referred to as an Aluminum Base PCB, Aluminum Clad PCB, or IMS (絶縁金属基板) PCB. It is a type of printed circuit board that uses an aluminum base layer instead of the traditional FR4 fiberglass material. It usually has a thick aluminum substrate, over which is a thermally conductive but electrically insulating dielectric layer upon which is disposed a copper layer used for circuit traces. The unique construction of aluminum circuit boards allows them to be very effective at heat dissipation, and therefore, they’re perfect for high power applications and other types of boards that generate a lot of heat, such as LED lighting systems, 電源, およびカーエレクトロニクス.
アルミPCの構造Bs
アルミニウム PCB は、実際には非常によく似ています。 FR4 PCB. アルミPCBの基本構造は4層です. 誘電体層で構成されています, 銅箔, アルミニウムベース層, とアルミニウム基底膜.
•銅箔層
使用される銅層は通常のCCLよりも比較的厚いです (1オンスから10オンス). 銅の層が厚いほど、電流容量が大きくなります.
•誘電体層
誘電体層は熱伝導層であり、厚さは約50マイクロメートルから200マイクロメートルです。. 熱抵抗が低く、用途に適しています.
•アルミベース
この第3層は、アルミニウム基板で構成されたアルミニウムベースです。. 熱伝導率が高い.
• Aluminum Base Membrane Layer
アルミニウム基底膜は選択的です. アルミニウムの外装を不要なエッチングや擦り傷から保護することにより、防御的な役割を果たします。. それは2つのタイプです、すなわち. その周り 250 度以下 120 度 (反高温)
Aluminum PCB Manufacturing Process: A Step-by-step Guide
ステップ 1: 設計とエンジニアリング
CAD software is used by Engineers to create PCB layouts which are then turned into ガーバーファイル that contain complete circuit specifications.
ステップ 2: Base Material Selection
Choose appropriate aluminum alloys like 5052, 6061, または 7075 and clean the PCB surface very clean to eliminate the dirt and the oil so as to enlarge the bonding.
ステップ 3: Dielectric Layer Application
We then cover the aluminum surface with a layer of about 50 – 200 micrometers thick, the layer is thermally conductive, but electrically insulating.
ステップ 4: Copper Foil Lamination
High-quality copper foil is bonded to the dielectric layer at 150-180°C under controlled pressure.
ステップ 5: Imaging and Etching
The copper layer undergoes フォトレジスト コーティング, UV exposure, and chemical etching to create the circuit pattern.
ステップ 6: Surface Protection
Circuits are then protected with a protective solder mask and components marked with a silkscreen printing.
ステップ 7: Mechanical Processing
The aluminum board undergoes precision drilling, hole plating, and panel separation into individual units.
ステップ 8: Quality Testing
All boards are tested by automatically operated inspection systems for electrical continuity, thermal resistance and dimensional accuracy.
アルミPCBの製造上の難しさ
ほぼすべてのアルミニウムPCBの製造プロセスは基本的に同じです. ここでは、主な製造プロセスについて説明します, 問題とその解決策.
1: 銅エッチング
アルミPCBに使用されている銅箔は適度に厚いです. ただし、銅箔が3オンスを超える場合, エッチングには幅の調整が必要です. 設計の要求に従わない場合, エッチング後のトレース幅は許容範囲外になります. そのため、トレース幅の補正は正確に設計する必要があります. エッチング係数は、製造プロセス中に制御する必要があります.
2: ソルダーマスク印刷
厚い銅箔のため, アルミ基板のソルダーマスク印刷が難しい. それの訳は; if the trace copper is too thick, then the image etched will have a large difference between base board and trace surface, and solder mask printing will be quite difficult. したがって, 2回のソルダーマスク印刷を使用することが好ましい. 使用するソルダーマスクオイルは、適切な品質である必要があり、場合によっては, 樹脂の充填が最初に行われ、次にソルダーマスクが行われます
3: 機械製造:
機械的製造プロセスには成形が含まれます, 機械的掘削, およびvスコアリング, 等. これは内部経由で残されます. これは電気強度を低下させる傾向があります. したがって, 製品の少量生産には、プロのフライスカッターと電気フライスを使用する必要があります. バリの発生を防ぐために、掘削パラメータを調整する必要があります. これはあなたの機械製造に役立ちます.
アルミニウムベースのプリント回路基板の利点
メタルコアPCBには、他のベース材料と比較して独自の利点があります。.
- 環境にやさしい
アルミニウムはリサイクル可能です, 無毒の金属. 生産者から最終購入者まで, using aluminum in PCBs contributes to a healthy planet.
- より良い熱伝達
高温は電子機器に大きな損傷を与える理由です. アルミニウムは、危険な部品から熱を伝導および伝達して、プリント回路基板への損傷を最小限に抑えます.
- 非常に耐久性があります
アルミニウムは、グラスファイバーやセラミックなどのベース材料よりも丈夫で耐久性があります. それは非常によくできており、製造プロセス全体で発生する可能性のある偶発的な破損を減らします, 取り扱い中および日常の使用中.
- 軽量
The aluminum material itself is very lightweight. It adds durability and strength to PCBs without adding additional weight.
アルミニウムPCBの性能
寸法安定性
アルミニウムPCBは寸法安定性を示します & 安定したサイズ. 例えば, 彼らがから加熱されたとき 30-140 度, それらの寸法はによってのみ変更されました 2.5%-3.0%.
熱放散
The thermal dissipation performance of aluminum PCBs is quite well as compared to ordinary FR4 PCBs. 例えば, 厚さ1.5mmのFR4PCBの熱抵抗は 20-22 ワットあたりの度数、厚さ1.5mmのアルミニウムPCBの熱抵抗は約 1-2 ワットあたりの度.
熱膨張
すべての物質には独自の熱膨張係数があります. 銅のCTE(18ppm / C) とアルミニウム (22ppm / C) かなり近いです. Since aluminum PCBs excel in thermal dissipation, they do not experience significant contraction or expansion issues. They are highly durable, 信頼性のある, and perform exceptionally well.
アルミニウムPCBアプリケーション
Here is a list of common aluminum core PCB applications:
• 医学: 手術室の照明, 外科用照明ツール, ハイパワースキャンテクノロジー. および電力変換器.
• 消費者: 街路照明, 交通管制照明, インテリアビルライト, 景観照明, とキャンプ用品.
•パワーモジュール: ソリッドステートリレーを含む, コンバーター, ブリッジと電力整流器.
•電気通信: 高周波増幅器とフィルタリング機器を含む.
• 電源: スイッチングレギュレータやDC / ACコンバータなど.
•自動車: 電源コントローラーを含む. 点灯, および電子レギュレーター.
•コンピューター: CPUボードなど, フロッピードライブとパワーデバイス.
•オーディオデバイス: 入出力アンプやパワーアンプ+オフィスオートメーションなど, 電気モーターやドライブなど.
MOKOテクノロジー: A Reliable Aluminum PCB Manufacturer
MOKO Technology is a trusted and innovative manufacturer specializing in high-quality aluminum PCBs. With years of experience and latest technology, we strive to constantly offer our customers durable, efficient and precisely manufactured PCBs that meet the most demanding specifications. Our aluminum core PCBs are designed to enhance thermal dissipation, improve performance, and extend the lifespan of electronic devices. No matter what industry you are in: 導いた, power converter, automotive or RF, we provide you with a solution that is customized to your needs. Don’t wait, get a quote now!
