Alüminyum PCB Hakkında Ne Kadar İyi Biliyorsunuz?

Alüminyum PCB'ye Giriş

Alüminyum PCB ince bir iletken elektrik yalıtkan malzeme tabakası içeren bir Baskılı Devre Kartıdır. Alüminyum taban olarak da bilinirler., Alüminyum kaplı, IMS (Yalıtımlı Metal Yüzey), MCPCB (Metal Kaplı Baskılı Devre Kartı), Termal İletken PCB'ler, vb. Alüminyum PCB'ler 1970'lerde geliştirildi, kısa bir süre sonra talepleri önemli ölçüde arttı. İlk uygulama Amplifikasyon Hibrit Devrelerinde kullanımlarıydı.. Şu anda, çok daha büyük ölçekte kullanılıyorlar ve Alüminyum PCB ve bunların toplumdaki önemi hakkında bilgi sahibi olmamız bizim için önemli..

Her esnek ve bükülmeyen baskılı devre kartı (PCB) tasarım farklıdır. Kurulun amacını karşılamak için özelleştirilmiştir. Aynısı PCB temel malzemesi için de geçerlidir., fiberglas popüler bir temel malzemedir, ancak alüminyum bazlı PCB'ler de birçok uygulamada çok etkilidir. Alüminyum PCB'ler, yüksek performans sağlayan bakır kaplı bir laminattan oluşur, metal bazlı, mükemmel elektrik yalıtımı ve termal iletkenlik dahil.

Özellikler ve Toleranslar

Alüminyum PCB Nasıl Yapılır??

Alüminyum baskılı devre kartları, bakır folyo devre katmanlarıyla kaplanmış metal bazlı contalardan oluşur.. Magnezyum kombinasyonu olan alaşım plakalardan yapılmıştır., alüminyum ve silüm (Al-Mg-Si). Alüminyum PCB'ler iyi bir termal potansiyel sağlar, elektrik yalıtımı, ve yüksek işleme performansı, ve diğer PCB'lerden çok sayıda önemli yönden farklıdırlar.

Temel katman

Bu taban, bir alüminyum alaşımlı alt tabakadan oluşur. Alüminyum kullanımı, bu tip PCB'yi, bu makalenin ilerleyen kısımlarında tartışılacak olan açık delik teknolojisi için mükemmel bir seçim haline getirir..

Isı yalıtım katmanları

Bu, PCB'nin kritik derecede önemli bir modülüdür.. Mükemmel termal dirence sahip bir seramik polimer içerir., viskoelastik özelliklere sahiptir ve PCB'yi mekanik ve termal streslere karşı korur.

devre katmanı

Bu katman, bu makalede daha önce bahsedilen bakır folyoyu içerir.. çoğunlukla, PCB üreticileri, bir ila on ons arasında uzanan bakır folyolar kullanır.
Dielektrik yalıtım katmanı, akım devrelerden geçerken ısıyı emer.. Bu onu alüminyum tabakaya aktarır., ısının dağıldığı yer.
Mümkün olan en yüksek ışık çıkışını elde etmek, yükseltilmiş ısı ile sonuçlanır. İyileştirilmiş termal dirençli PCB'ler, bitmiş ürününüzün ömrünü uzatır. Kalifiye bir üretici size ısı azaltma sağlayacaktır, üstün koruma ve parça güvenilirliği.

Baskılı Devre Kartlarının Evrimi

PCB'ler, 1850'lerde tanıtılan elektrik bağlantı sistemleriyle akrabadır., ahşap temeller üzerine kurulu büyük elektrik bileşenlerini birbirine bağlayan metal şeritler veya çubuklar.. Mesai, vidalı terminallere bağlanan teller, ahşap tabanların yerine kullanılan metal şeritlerin ve metal şasenin yerini aldı..

Bunlar kesinlikle önemli teknolojik gelişmeler olsa da, sistemler, daha küçük sistemlere yönelik artan ihtiyacı karşılamak için çok büyüktü., devre kartları kullanılan yan ürünler gerektiren daha kompakt tasarımlar.

Bu talep, Amerika Birleşik Devletleri'nden Charles Ducas'a, elektrik yollarını doğrudan yalıtılmış yüzeylere "yazdırabilen" iletken mürekkepli bir şablon geliştirmesi için ilham verdi.. Süreçle ilgili bir patent sundu. 1925, “baskılı kablolama” ve “baskılı devre” tabirlerini doğuruyor.

1943 İletken kalıpları aşındırmak için bir yöntemin geliştirilmesini ve patentlenmesini gördü (devreler) bir bakır folyo tabakası üzerine, camla güçlendirilmiş iletken olmayan bir temel malzemeye kaynaştırılmış. Teknik, Birleşik Krallık'tan Paul Eisler tarafından geliştirildi, 1950'lerde ticari kullanım için transistörlerin ortaya çıkmasıyla yaygın bir popülerlik kazandı.. o zamana kadar, vakum tüpleri ve diğer bileşenler o kadar büyüktü ki sadece geleneksel montaj ve kablolama yöntemleri gerekliydi.

Transistörler her şeyi değiştirdi, ancak – bileşenlerin boyutu önemli ölçüde küçüldü, ve üreticiler PCB'lere geçerek elektronik paketlerinin genel boyutunu küçültmek istediler..

Delikten geçiş teknolojisinin tanıtılması ve çok katmanlı PCB'ler 1960'larda artan bileşen yoğunluğu ve sıkı aralıklı elektrik yolları ile sonuçlandı ve yeni bir çağ başlattı. PCB tasarımı. 1970 lerde, entegre devre yongaları, baskılı devre kartı tasarımının temelini oluşturur

Alüminyum PC'nin YapısıBs

Alüminyum PCB'ler aslında oldukça benzerdir. FR4 PCB'ler. Alüminyum PCB'lerin temel yapısı dört katmandır.. Dielektrik katmandan oluşur., bakır folyo, bir alüminyum taban tabakası, ve bir alüminyum taban membranı.

• Bakır Folyo Katmanı

Kullanılan bakır katman, normal CCL'lerden nispeten daha kalındır. (1oz ila 10 oz). Daha kalın bir bakır tabakası, daha büyük bir akım taşıma kapasitesi anlamına gelir.

• Dielektrik Katman

Dielektrik katman, termal olarak iletken bir katmandır ve yaklaşık 50 mikrometre ila 200 mikrometre kalınlığındadır.. Düşük ısıl dirence sahiptir ve uygulamasına uygundur..

• Alüminyum Taban

Bu üçüncü katman, alüminyum alt tabakadan oluşan alüminyum tabandır.. Yüksek ısı iletkenliğine sahiptir. Alüminyum Taban Membran Katmanı

Alüminyum taban membranı seçicidir. Alüminyum dış yüzeyi istenmeyen aşındırma ve kazımalardan koruyarak savunmacı bir rol oynar.. İki çeşittir, yani. etrafında 250 derece veya daha düşük 120 derece (anti-yüksek sıcaklık)

Alüminyum PCB Türleri

LED ve Güç dönüştürücü şirketleri, şimdiye kadarki en büyük alüminyum PCB kullanıcılarıdır.. ancak, Radyo frekansı (RF) ve otomotiv şirketleri de bu tip baskılı devre kartlarından yararlanmaktadır.. Basit olduğu için tek katmanlı yapı daha yaygındır, ancak sunulan başka konfigürasyonlar var.

Esnek Alüminyum PCB'ler

Esnek dielektrikler, Yalıtımlı Metal Yüzeyde yeni bir gelişmedir (IMS) malzemeler. Malzemeler seramik dolgu maddeleri ve poliimid reçine içerir ve daha fazla elektrik yalıtımı sağlar, termal iletkenlik, ve esneklik. Esnek alüminyum malzemelerle kullanıldığında (gibi 5754), PCB, kablolar gibi maliyetli öğeleri ortadan kaldırmak için açılı ve şekillendirilebilir, demirbaşlar, ve konektörler. Malzemeler esnek olsa da, eğilip sonsuza kadar yerinde kalacak şekilde tasarlanmıştır.. Malzemelerin sık sık esnemesini gerektiren uygulamalar için tasarlanmamıştır..

hibrit Alüminyum PCB'ler

Hibrit alüminyum PCB ile, termal olmayan bir malzeme yönetilir ve alüminyum temel malzemeye termal olarak kaynaştırılır. Normalde, düz FR-4'ten yapılmış iki katmanlı veya dört katmanlı bir devre kartı kullanılır. Bu tabakayı termal dielektriklerle alüminyum tabana kaynaştırmak ısıyı çözer., ısı kalkanı görevi görür ve esnekliği artırır. Hibrit alüminyum PCB'nin diğer faydaları şunlardır::

• Standart FR-4 ürünlerine kıyasla daha iyi termal performans

• Tüm termal olarak iletken malzemelerden yapılmış PCB'lere kıyasla daha ucuz yapı.

• İlgili montaj adımlarını ve maliyetli ısı alıcılarını ortadan kaldırır.

• RF uygulamalarında kullanılabilecek kadar kullanışlı, kayıp özelliklerin bir PTFE yüzey kaplaması ile geliştirilebildiği yerler

• Standart FR-4 ürünlerine kıyasla daha iyi termal etki

Delikli Alüminyum PCB'ler

Son derece karmaşık yapılarda, tek bir alüminyum tabakası, çok taraflı bir termal yapının merkezi çekirdeğini oluşturabilir. Geçişli PCB'de, alüminyum önceden delinir ve laminasyon işleminden önce delik dielektrik ile doldurulur. Sonraki, termal malzemeler (veya alt montajlar) alüminyumun her iki tarafına termal yapıştırma malzemeleri ile lamine edilir. laminasyondan sonra, düzenek, çok katmanlı bir PCB'ye benzer şekilde delinir, ve kaplanmış açık delikler daha sonra elektrik yalıtımı sağlamak için alüminyumdaki boşluklardan geçirilir.

Alüminyum PCB Üretim Zorlukları

Neredeyse tamamı alüminyum PCB'lerin üretim süreci temelde aynıdır.. Burada ana üretim süreçlerini tartışacağız, sorunlar ve çözümleri.

1: bakır gravür

Alüminyum PCB'lerde kullanılan bakır folyo orta kalınlıktadır.. Ancak bakır folyo 3 oz'un üzerindeyse, dağlama genişlik yerleşimi gerektirir. Tasarımın talebine uygun değilse, aşındırma işleminden sonra iz genişliği tolerans dışında olacaktır. Bu nedenle iz genişliği kompanzasyonu doğru bir şekilde tasarlanmalıdır.. Üretim sürecinde aşındırma faktörlerinin kontrol edilmesi gerekir..

2: Lehim Maskesi Baskısı

Kalın bakır folyo nedeniyle, alüminyum PCB'nin lehim maskesi baskısında bir zorluk var. Bunun nedeni ise; iz bakır çok kalınsa, o zaman kazınmış görüntü, taban tahtası ile iz yüzeyi arasında büyük bir farka sahip olacak ve lehim maskesi baskısı oldukça zor olacaktır.. Bu nedenle, tercihen iki kez lehim maskesi baskısı kullanılır. Kullanılan lehim maskesi yağı iyi kalitede olmalı ve bazı durumlarda, önce reçine dolgusu ve ardından lehim maskesi yapılır

3: Mekanik İmalat:

Mekanik üretim süreci kalıplamayı içerir, mekanik delme, ve v-puanlama, vb. Hangisi dahili olarak bırakılır. Bu, elektriksel gücü azaltma eğilimindedir.. Bu nedenle, ürünlerin düşük hacimli üretimi için profesyonel freze ve elektrikli freze kullanılmalıdır. Delme parametreleri çapak oluşmasını önlemek için ayarlanmalıdır.. Bu, mekanik üretiminize yardımcı olacaktır..

Alüminyum PCB'lerin Sınıflandırılması

Alüminyum PCB'ler esasen üç kategoriye ayrılır.

1. Evrensel Alüminyum PCB: Burada kullanılan dielektrik katman, önceden emprenye edilmiş epoksi cam elyaftan yapılmıştır..

2. Yüksek frekanslı Alüminyum PCB: dielektrik katman, önceden emprenye edilmiş poliolefin veya poliimid reçine cam elyafından oluşur.

3. Yüksek Termal İletken Alüminyum PCB: dielektrik laver epoksi reçineden yapılmıştır. Kullanılan reçine yüksek ısı iletkenliğine sahip olmalıdır.

Alüminyum Esaslı Baskılı Devre Kartlarının Faydaları

Metal çekirdekli PCB'ler, diğer temel malzemelere kıyasla benzersiz avantajlara sahiptir..

Daha az pahalı

Alüminyum, çeşitli iklimlere özgüdür, bu nedenle madenciliği kolaydır & rafine etmek. Bu, maden çıkarmayı ve rafine etmeyi diğer metallere göre önemli ölçüde daha az maliyetli hale getirir.. Ek olarak, alüminyum PCB kullanan ürünlerle ilgili üretim maliyetleri de daha ucuzdur. Alüminyum PCB'ler ayrıca ısı emicilere daha ucuz bir alternatiftir.

Çevre dostu

Alüminyum geri dönüştürülebilir, toksik olmayan metal. Üreticiden son alıcıya kadar, PBC'lerde alüminyum kullanmak sağlıklı bir gezegene katkıda bulunur.

Daha iyi ısı transferi

Yüksek sıcaklıklar elektronik cihazlarda ağır hasarın nedenidir. Alüminyum, baskılı devre kartındaki hasarı en aza indirmek için ısıyı tehlikeli parçalardan uzaklaştırır ve iletir.

Çok dayanıklı

Alüminyum, fiberglas ve seramik gibi temel malzemelerden daha sert ve daha dayanıklıdır.. Çok iyi yapılır ve üretim süreci boyunca meydana gelebilecek kazara kırılmaları azaltır., ve taşıma ve günlük kullanım sırasında.

Hafif

Dayanıklılığı nedeniyle, alüminyum çok hafif. Ek ağırlık eklemeden PCB'lere esneklik ve güç katar.

Aydınlatma projeleri ve güç dönüştürücüler, metal tabanlı PCB'lerin en büyük kullanıcıları olsa da, birçok farklı kullanıcı var. Alüminyum çekirdekli PCB malzemesinden faydalanabilir. Her Alüminyum çekirdekli PCB tedarikçisi, müşterilerinin yalıtım ve termal kontrol ihtiyaçlarını değerlendirmelerine yardımcı olmalıdır.. Alüminyum Çekirdek PCB'ler klasik olarak Siyah veya Beyaz lehim maskesi ile kullanılır.

Alüminyum PCB'lerin Performansı

Ölçüsel durağanlık

Alüminyum PCB'ler boyutsal kararlılık gösterir & sabit boyut. Örneğin, ısıtıldıklarında 30-140 derece, boyutları sadece bir değişiklik geçirdi 2.5%-3.0%.

Termal Yayılım

Alüminyum PCB'lerin ısıyı çözerken performansı sıradan FR4 PCB'lere kıyasla oldukça iyidir. Örneğin, 1,5 mm kalınlığındaki bir FR4 PCB'nin termal direnci şu şekilde olacaktır: 20-22 1,5 mm kalınlığındaki bir alüminyum PCB yaklaşık olarak bir termal dirence sahip olurken, watt başına derece 1-2 watt başına derece.

Termal Genleşme

Her maddenin kendi termal genleşme katsayısı vardır.. Bakırın CTE'si(18ppm/C) ve alüminyum (22ppm/C) oldukça yakın. Alüminyum PCB'ler Termal yayılım açısından iyi çalıştığından, ciddi kasılma veya gelişme sorunları yok. Olağanüstü çalışırlar ve dayanıklı ve güvenilirdirler.

Alüminyum PCB Uygulamaları

Alüminyum arka PCB'ler, termal ısı dağılımı gereksinimlerinin çok yüksek olduğu durumlar için mükemmeldir..

Alüminyumla kaplanmış PCB'ler, termal enerjiyi baskılı devre kartı bileşenlerinden uzağa yönlendirmede daha etkilidir, bu nedenle, PCB tasarımları için daha iyi sıcaklık yönetimi sağlar. Alüminyum destekli tasarımlar 10 devre kartı bileşenlerinden termal enerjinin çıkarılması söz konusu olduğunda, fiberglas destekli tasarımlardan kat daha etkilidir. Çok daha yüksek termal dağılım oranı, daha yüksek güç ve daha yüksek yoğunluklu tasarımların uygulanmasına izin verir.

1. Alüminyum destekli PCB'ler, yüksek güç/yüksek termal ısı dağılımı uygulamaları için her zamankinden daha fazla kullanılmaktadır..

Orijinal olarak yüksek güç anahtarlamalı besleme uygulamaları için tasarlanmış olmalarına rağmen, alüminyum destekli baskılı devre kartları LED uygulamalarında popülerlik kazanmıştır., trafik ışıkları dahil, otomotiv aydınlatma, ve genel aydınlatma. Alüminyum tasarımların kullanılması, PCB yapısındaki LED'lerin yoğunluğunun daha yüksek olmasına ve monte edilen LED'lerin belirtilen sıcaklık toleransları dahilinde kalarak daha yüksek akımlarda çalışmasına olanak tanır..

2. Alüminyum destekli PCB'ler ayrıca geleneksel PCB tasarımına kıyasla güç LED'leri ile azaltılmış güvenlik marjlarına izin verir.

LED'lerin tasarımdaki daha düşük çalışma sıcaklığı, LED'lerin arızalanmadan önce daha uzun süre çalışabileceği anlamına gelir..

3. Alüminyum PCB'ler için diğer uygulamalar arasında güç kaynakları bulunur, yüksek akım devresi, motor kontrolörleri ve otomotiv uygulamaları.

Alüminyum çekirdekli PCB malzemeleri, yüksek güçlü yüzeye monte entegre devreler içeren termal ısı dağılımı uygulamalarında çok etkilidir. Alüminyum destekli PCB'lerle ilişkili yüksek düzeyde termal dağılım nedeniyle, devre kartı tasarımları basitleştirilebilir. Alüminyum PCB'ler, ısı kaybını ve cebri havayı ortadan kaldırır, sonuçta tasarım maliyetini düşürür. Termal iletimi ve sıcaklık kontrolünü geliştirerek daha iyi hale getirilebilecek hemen hemen her tasarım, alüminyum destekli bir PCB için adaydır..

Alüminyum tabanlı PCB'ler alüminyum destekten oluşurken geleneksel PCB'ler bir fiberglas alt tabaka kullanır (FR4 standarttır), standart devre katmanları ve termal olarak iletken dielektrik katmanlar (alüminyum desteğe bağlı ince bir PCB). Sonuç olarak, devre katmanları, geleneksel fiber PCB'lere monte edilen katmanlar kadar karmaşık olabilir.

Alüminyum destekli PCB'ler, arıza oranlarında ve sıcaklık kontrolünde ilgili azalmalar sayesinde raf ömrünü ve tasarımın dayanıklılığını güvenilir bir şekilde artırabilir.

Alüminyum tasarımları ayrıca diğer PBS tasarımlarından daha düşük termal genleşme seviyeleri ve daha iyi mekanik stabilite sağlar.

4. Alüminyum çekirdekli PCB uygulamalarının tam listesi:

• Tıbbi: Ameliyathane aydınlatması, Cerrahi aydınlatma araçları, Yüksek güçlü tarama teknolojisi. ve Güç dönüştürücüler.

• Tüketici: sokak aydınlatması, Trafik kontrol aydınlatması, İç bina ışıkları, Peyzaj aydınlatması, ve Kamp malzemeleri.

• Güç Modülleri: Katı hal röleleri dahil, dönüştürücüler, köprüler ve güç doğrultucular.

• Telekomünikasyon: Yüksek frekanslı amplifikatörler ve filtreleme cihazları dahil.

• Güç kaynağı: Anahtarlama düzenleyicileri ve DC/AC dönüştürücüler gibi.

• Otomotiv: Güç kontrolörleri dahil. aydınlatma, ve elektronik düzenleyiciler.

• Bilgisayarlar: CPU kartları gibi, disket sürücüler ve güç cihazları.

• Ses Cihazları: giriş ve çıkış yükselticileri ve güç yükselticileri+Ofis Otomasyonu gibi, elektrik motorları ve sürücüler gibi.

MOKO Teknolojisi yüksek teknoloji baskılı devre kartı teknolojisi sunar ve alüminyum çekirdekli PCB'lerin lider üreticisidir. Müşterilerimizin titiz spesifikasyonlarını karşılayan iyi üretilmiş PCB'ler sağlamak için ön hat teknolojisini kullanıyoruz. Alüminyum PCB arıyorsanız, hakkımızda daha fazla bilgi edinin!