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. В этом блоге, we will discuss this critical PCB type in details, including its structure, manufacturing process, и приложения. 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 (Изолированная металлическая подложка) Печатная плата. 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, Источники питания, и автомобильная электроника.
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..
• Aluminum Base Membrane Layer
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)
Aluminum PCB Manufacturing Process: A Step-by-step Guide
Шаг 1: Дизайн и инжиниринг
CAD software is used by Engineers to create PCB layouts which are then turned into Файлы Гербера that contain complete circuit specifications.
Шаг 2: Base Material Selection
Choose appropriate aluminum alloys like 5052, 6061, или же 7075 and clean the PCB surface very clean to eliminate the dirt and the oil so as to enlarge the bonding.
Шаг 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.
Шаг 4: Copper Foil Lamination
High-quality copper foil is bonded to the dielectric layer at 150-180°C under controlled pressure.
Шаг 5: Imaging and Etching
The copper layer undergoes фоторезист покрытие, UV exposure, and chemical etching to create the circuit pattern.
Шаг 6: Surface Protection
Circuits are then protected with a protective solder mask and components marked with a silkscreen printing.
Шаг 7: Mechanical Processing
The aluminum board undergoes precision drilling, hole plating, and panel separation into individual units.
Шаг 8: Quality Testing
All boards are tested by automatically operated inspection systems for electrical continuity, thermal resistance and dimensional accuracy.
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; 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. 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.
Преимущества печатных плат на основе алюминия
Печатные платы с металлическим сердечником обладают уникальным набором преимуществ по сравнению с другими базовыми материалами..
- Дружественный к окружающей среде
Алюминий пригоден для вторичной переработки, нетоксичный металл. От производителя до конечного покупателя, using aluminum in PCBs contributes to a healthy planet.
- 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
The aluminum material itself is very lightweight. It adds durability and strength to PCBs without adding additional weight.
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
The thermal dissipation performance of aluminum PCBs is quite well as compared to ordinary FR4 PCBs. 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. Since aluminum PCBs excel in thermal dissipation, they do not experience significant contraction or expansion issues. They are highly durable, надежный, and perform exceptionally well.
Приложения для алюминиевых печатных плат
Here is a list of common aluminum core PCB applications:
• 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: 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: ВЕЛ, power converter, automotive or RF, we provide you with a solution that is customized to your needs. Don’t wait, get a quote now!
