Насколько хорошо вы знаете об алюминиевой печатной плате

Введение в алюминиевую печатную плату

Алюминиевая печатная плата представляет собой печатную плату, содержащую тонкий слой проводящего электроизоляционного материала.. Они также известны как алюминиевая основа., Алюминиевая оболочка, IMS (Изолированная металлическая подложка), MCPCB (Печатная плата с металлическим покрытием), Теплопроводящие печатные платы, так далее. Алюминиевые печатные платы были разработаны в 1970-х годах., вскоре после этого их спрос резко увеличился. Первым применением было их использование в гибридных схемах усиления.. В настоящее время, они используются в гораздо большем масштабе, и для нас важно знать об алюминиевых печатных платах и ​​их значении в сообществе..

Каждая гибкая и гибкая печатная плата (Печатная плата) дизайн другой. Он настроен в соответствии с назначением платы.. То же самое верно и для основного материала печатной платы., стекловолокно - популярный базовый материал, но печатные платы на основе алюминия также очень эффективны во многих приложениях.. Алюминиевые печатные платы состоят из ламината с медным покрытием, обеспечивающего высокую производительность., на основе металла, включая отличную электроизоляцию и теплопроводность.

Технические характеристики и допуски

Как делается алюминиевая печатная плата?

Алюминиевые печатные платы состоят из уплотнений на металлической основе, покрытых слоями медной фольги.. Они сделаны из пластин сплава, который представляет собой комбинацию магния., алюминий и силумин (Al-Mg-Si). Алюминиевые печатные платы обладают хорошим тепловым потенциалом, электрическая изоляция, и высокая производительность обработки, и они отличаются от других печатных плат во многих важных отношениях..

Базовый слой

Эта основа состоит из подложки из алюминиевого сплава.. Использование алюминия делает этот тип печатной платы отличным выбором для технологии сквозных отверстий, о которой мы поговорим позже в этой статье..

Слои теплоизоляции

Это критически важный модуль печатной платы.. Он содержит керамический полимер, обладающий отличной термостойкостью., вязкоупругие свойства и защита печатной платы от механических и термических нагрузок.

Слой схемы

Этот слой содержит медную фольгу, упомянутую ранее в этой статье.. По большей части, Производители печатных плат используют медную фольгу от одной до десяти унций..
Диэлектрический слой изоляции поглощает тепло при протекании тока по цепям.. Это переносится на алюминиевый слой., где тепло рассеивается.
Достижение максимально возможной светоотдачи приводит к усилению тепла. Печатные платы с улучшенным термическим сопротивлением продлевают срок службы вашего готового продукта. Квалифицированный производитель предоставит вам теплоизоляцию, превосходная защита и надежность деталей.

Эволюция печатных плат

Печатные платы являются родственниками систем электрических соединений, введенных в 1850-х годах., в котором металлические полосы или стержни соединяют крупные электрические компоненты, установленные на деревянных основаниях. Со временем, провода, подключенные к винтовым клеммам, заменили металлические полосы и металлическое шасси, используемое вместо деревянных оснований.

Хотя это были, безусловно, важные технологические достижения, системы были слишком большими, чтобы удовлетворить растущую потребность в меньших, более компактные конструкции требовали побочных продуктов, в которых использовались печатные платы.

Это требование вдохновило Чарльза Дукаса из США на разработку трафарета с проводящими чернилами, который мог бы «печатать» электрические пути непосредственно на изолированных поверхностях.. Он подал патент на процесс в 1925, породив словосочетания «печатная проводка» и «печатная схема».

1943 увидел разработку и патентование метода травления проводящих рисунков (схемы) на слой медной фольги, который был сплавлен с непроводящим основным материалом, армированным стеклом.. Техника, разработан Полом Эйслером из Соединенного Королевства, получили широкую популярность в 1950-х годах с появлением транзисторов для коммерческого использования.. До того времени, вакуумные лампы и другие компоненты были настолько большими, что требовались только традиционные методы монтажа и подключения.

Транзисторы все изменили, тем не мение – компоненты значительно уменьшились в размерах, и производители хотели уменьшить общий размер своих электронных корпусов, перейдя на печатные платы..

Внедрение сквозной технологии и ее использование в многослойные печатные платы в 1960-х годах привели к увеличению плотности компонентов и плотному расположению электрических дорожек и положили начало новой эре в Дизайн печатной платы. В 1970-е годы, интегральные микросхемы становятся основой конструкции печатных плат

Структура алюминиевого ПКBs

Алюминиевые печатные платы на самом деле очень похожи на Платы FR4. Базовая структура алюминиевых печатных плат состоит из четырех слоев.. Он состоит из диэлектрического слоя., медная фольга, алюминиевый базовый слой, и алюминиевая базовая мембрана.

• Слой медной фольги

Используемый слой меди относительно толще, чем у обычных CCL. (1унция до 10 унций). Более толстый слой меди означает большую пропускную способность по току..

• Диэлектрический слой

Слой диэлектрика представляет собой теплопроводящий слой и имеет толщину от 50 до 200 мкм.. Имеет низкое термическое сопротивление и подходит для своего применения..

• Алюминиевая основа

Этот третий слой представляет собой алюминиевую основу, состоящую из алюминиевой подложки.. Обладает высокой теплопроводностью.. Алюминиевый базовый мембранный слой

Базовая алюминиевая мембрана является селективной.. Он играет защитную роль, защищая алюминиевый корпус от нежелательного травления и царапин.. Он бывает двух типов, т.е.. вокруг 250 градусов или ниже 120 градусы (антивысокая температура)

Типы алюминиевых печатных плат

Компании по производству светодиодов и преобразователей энергии на сегодняшний день являются крупнейшими пользователями алюминиевых печатных плат.. тем не мение, радиочастота (РФ) и автомобильные компании также используют этот тип печатных плат.. Однослойная конструкция более распространена, потому что она проста, но есть и другие конфигурации.

Гибкие алюминиевые печатные платы

Гибкие диэлектрики - новая разработка в области изолированной металлической подложки. (IMS) материалы. Материалы содержат керамические наполнители и полиимидную смолу и обеспечивают лучшую электроизоляцию., теплопроводность, и гибкость. При использовании с гибкими алюминиевыми материалами (такой как 5754), печатную плату можно наклонять и формировать, чтобы исключить дорогостоящие элементы, такие как кабели., приспособления, и разъемы. Несмотря на то, что материалы гибкие, они предназначены для того, чтобы изгибаться и оставаться на месте навсегда.. Они не предназначены для приложений, требующих частого изгиба материалов..

Гибридный Алюминиевые печатные платы

С гибридной алюминиевой печатной платой, нетепловой материал обрабатывается и термически сплавлен с алюминиевым основным материалом. Обычно, используется двухслойная или четырехслойная печатная плата из прямого FR-4. При сплавлении этого слоя с алюминиевой основой с помощью тепловых диэлектриков происходит растворение тепла., действует как тепловой экран и увеличивает жесткость. К другим преимуществам гибридной алюминиевой печатной платы относятся::

• Лучшие тепловые характеристики по сравнению со стандартными продуктами FR-4

• Менее дорогая конструкция по сравнению с печатными платами из всех теплопроводных материалов..

• Исключает связанные этапы сборки и дорогостоящие радиаторы.

• Достаточно полезен для использования в радиочастотных приложениях, где утраченные характеристики могут быть улучшены за счет умывальника из ПТФЭ

• Лучшее тепловое действие по сравнению со стандартными продуктами FR-4

Алюминиевые печатные платы со сквозными отверстиями

В очень сложных структурах, однослойный алюминий может стать центральным ядром многогранной тепловой структуры. В печатной плате со сквозным отверстием, в алюминии предварительно просверливается и отверстие заполняется диэлектриком перед процессом ламинирования. Следующий, термические материалы (или подсборки) ламинированы с обеих сторон алюминия термосклеивающими материалами. После ламинирования, сборка просверливается аналогично многослойной печатной плате, а затем металлические сквозные отверстия пропускаются через зазоры в алюминии, чтобы обеспечить электрическую изоляцию..

Трудности производства алюминиевых печатных плат

Процесс производства почти полностью алюминиевых печатных плат в основном такой же.. Здесь мы обсудим основные производственные процессы, проблемы и их решения.

1: Медное травление

Медная фольга, используемая в алюминиевых печатных платах, умеренно толще.. Однако если толщина медной фольги превышает 3 унции, травление требует ширины урегулирования. Если это не соответствует требованию дизайна, ширина следа будет вне допуска после травления. Вот почему компенсация ширины следа должна быть рассчитана точно.. Факторы травления необходимо контролировать в процессе производства..

2: Печать паяльной маски

За счет толстой медной фольги, существует проблема с печатью паяльной маски на алюминиевой печатной плате. Это потому что; если медный след слишком толстый, то вытравленное изображение будет иметь большую разницу между базовой платой и поверхностью следа, и печать паяльной маски будет довольно сложной.. Следовательно, предпочтительно использовать двукратную печать паяльной маски. Используемое масло для паяльной маски должно быть хорошего качества и в некоторых случаях, сначала выполняется заполнение смолой, а затем паяльная маска

3: Механическое производство:

Процесс механического производства включает в себя формование, механическое бурение, и v-оценка, так далее. Который остается на внутреннем переходе. Это снижает электрическую прочность.. Следовательно, профессиональные фрезы и электрические фрезы следует использовать для мелкосерийного производства продукции.. Параметры сверления следует отрегулировать, чтобы предотвратить образование заусенцев.. Это поможет вашему механическому производству.

Классификация алюминиевых печатных плат

Алюминиевые печатные платы по сути делятся на три категории..

1. Универсальная алюминиевая печатная плата: диэлектрический слой, используемый здесь, состоит из эпоксидного стекловолокна pre-preg.

2. Высокочастотная алюминиевая печатная плата: диэлектрический слой состоит из полиолефина или полиимидной смолы из стекловолокна pre-preg.

3. Алюминиевая печатная плата с высокой теплопроводностью: диэлектрический умывальник изготовлен из эпоксидной смолы. Используемая смола должна иметь высокую теплопроводность.

Преимущества печатных плат на основе алюминия

Печатные платы с металлическим сердечником обладают уникальным набором преимуществ по сравнению с другими базовыми материалами..

Менее дорогой

Алюминий растет в самых разных климатических условиях, поэтому его легко добывать. & уточнять. Это значительно снижает затраты на добычу и очистку по сравнению с другими металлами.. По расширению, производственные затраты, связанные с продуктами с использованием алюминиевых печатных плат, также менее дороги.. Алюминиевые печатные платы также являются менее дорогой альтернативой радиаторам..

Дружественный к окружающей среде

Алюминий пригоден для вторичной переработки, нетоксичный металл. От производителя до конечного покупателя, использование алюминия в КПБ способствует здоровью планеты.

Лучшая теплопередача

Высокие температуры - причина серьезных повреждений электроники. Алюминий проводит и отводит тепло от опасных частей, чтобы минимизировать повреждение печатной платы..

Очень прочный

Алюминий прочнее и долговечнее, чем базовые материалы, такие как стекловолокно и керамика.. Он очень качественно изготовлен и снижает вероятность случайных поломок, которые могут произойти на протяжении всего производственного процесса., и во время обращения и повседневного использования.

Легкий

Из-за его долговечности, алюминий очень легкий. Он добавляет печатным платам упругость и прочность без увеличения веса..

Несмотря на то, что проекты освещения и преобразователи энергии являются крупнейшими пользователями печатных плат на металлической основе, есть много разных пользователей. Он может извлечь выгоду из материала печатной платы с алюминиевым сердечником. Каждый поставщик печатных плат с алюминиевым сердечником должен помочь своим клиентам оценить их потребности в изоляции и терморегулировании.. Печатные платы с алюминиевым сердечником обычно используются с черной или белой паяльной маской..

Производительность алюминиевых печатных плат

Стабильность размеров

Алюминиевые печатные платы демонстрируют стабильность размеров & стабильный размер. Например, когда они нагреваются от 30-140 градусы, их размеры изменились только на 2.5%-3.0%.

Тепловое рассеяние

Производительность алюминиевых печатных плат при отводе тепла довольно высока по сравнению с обычными печатными платами FR4.. Например, Печатная плата FR4 толщиной 1,5 мм будет иметь тепловое сопротивление 20-22 градусов на ватт, в то время как алюминиевая печатная плата толщиной 1,5 мм будет иметь тепловое сопротивление примерно 1-2 градусов на ватт.

Термическое расширение

Каждое вещество имеет свой коэффициент теплового расширения.. КТР меди(18частей на миллион / C) и алюминий (22частей на миллион / C) довольно близко. Поскольку алюминиевые печатные платы хорошо работают с точки зрения рассеивания тепла, у них нет серьезных проблем с сокращением или развитием. Они работают исключительно, долговечны и надежны..

Приложения для алюминиевых печатных плат

Печатные платы с алюминиевой задней панелью идеально подходят для ситуаций, когда требования к рассеиванию тепла очень высоки..

Печатные платы, плакированные алюминием, более оперативно отводят тепловую энергию от компонентов печатной платы., следовательно, он обеспечивает лучшее управление температурой для конструкций печатных плат. Конструкции с алюминиевой подложкой могут быть до 10 в разы эффективнее, чем конструкции со стекловолоконной основой, когда дело доходит до отвода тепловой энергии от компонентов печатной платы. Значительно более высокая скорость рассеивания тепла позволяет реализовать более высокую мощность и более высокую плотность конструкции..

1. Печатные платы с алюминиевой основой используются чаще, чем когда-либо, для приложений с высокой мощностью / высоким тепловыделением..

Хотя они изначально были разработаны для импульсных источников питания высокой мощности., печатные платы на алюминиевой основе стали популярными в светодиодных приложениях., включая светофор, автомобильное освещение, и общее освещение. Использование алюминиевых конструкций позволяет увеличить плотность светодиодов в структуре печатной платы, а установленные светодиоды могут работать при более высоких токах, сохраняя при этом указанные температурные допуски..

2. Печатные платы с алюминиевой основой также позволяют снизить запас прочности при использовании мощных светодиодов по сравнению с традиционной конструкцией печатных плат..

Более низкая рабочая температура светодиодов в конструкции означает, что светодиоды могут работать в течение более длительных периодов времени, прежде чем они выйдут из строя..

3. Другие области применения алюминиевых печатных плат включают источники питания., сильноточная схема, контроллеры двигателей и автомобильные приложения.

Материалы печатных плат с алюминиевым сердечником очень эффективны в системах рассеивания тепла, в том числе в мощных интегральных схемах для поверхностного монтажа.. Из-за высокого уровня рассеивания тепла, связанного с печатными платами с алюминиевой подложкой, конструкции печатных плат можно упростить. Алюминиевые печатные платы устраняют теплоотвод и принудительную подачу воздуха, что в конечном итоге снижает стоимость дизайна. Практически любая конструкция, которую можно улучшить за счет улучшения теплопроводности и контроля температуры, является кандидатом для печатной платы с алюминиевой подложкой..

Печатные платы с алюминиевой основой состоят из алюминиевой основы, тогда как в традиционных печатных платах используется подложка из стекловолокна. (FR4 является стандартным), стандартные слои схемы и теплопроводящие диэлектрические слои (тонкая печатная плата, приклеенная к алюминиевой основе). Как результат, слои схемы могут быть такими же сложными, как и слои, установленные на традиционных волоконных печатных платах..

Печатные платы с алюминиевой подложкой могут надежно увеличить срок хранения и долговечность конструкции за счет соответствующего снижения частоты отказов и контроля температуры..

Алюминиевые конструкции также обеспечивают низкий уровень теплового расширения по сравнению с другими конструкциями PBS и лучшую механическую стабильность..

4. Полный список приложений для печатных плат с алюминиевым сердечником:

• Медицинские: Освещение операционной, Хирургические осветительные приборы, Технология сканирования высокой мощности. и силовые преобразователи.

• Потребитель: уличное освещение, Освещение управления движением, Внутреннее освещение здания, Ландшафтное освещение, и туристическое снаряжение.

• Силовые модули: Включая твердотельные реле, конвертеры, мосты и силовые выпрямители.

• Телекоммуникации: Включая высокочастотные усилители и фильтрующие устройства.

• Источник питания: Такие как импульсные регуляторы и преобразователи постоянного / переменного тока.

• Автомобильная промышленность: Включая контроллеры мощности. освещение, и электронные регуляторы.

• Компьютеры: Такие как платы ЦП, дисководы для гибких дисков и устройства питания.

• Аудиоустройства: такие как входные и выходные усилители и усилители мощности + Офисная автоматизация, такие как электродвигатели и приводы.

МОКО Технология поставляет высокотехнологичные печатные платы и является ведущим производителем печатных плат с алюминиевым сердечником. Мы используем передовые технологии для производства качественных печатных плат, которые соответствуют строгим спецификациям наших клиентов.. Узнайте о нас больше, если вы ищете алюминиевую печатную плату!