Część pierwsza: Co to jest aluminiowa płytka PCB?
Podłoże aluminiowe to rodzaj płyty pokrytej miedzią na bazie metalu, charakteryzującej się doskonałymi właściwościami odprowadzania ciepła.Ogólnie rzecz biorąc, płytka jednostronna składa się z trzech warstw: warstwy obwodu (folii miedzianej), warstwy izolacyjnej i metalowej warstwy bazowej.Do zastosowań high-end dostępne są również konstrukcje dwustronne ze strukturą warstwy obwodu, warstwy izolacyjnej, podstawy aluminiowej, warstwy izolacyjnej i warstwy obwodu.Niewielką liczbę zastosowań stanowią płyty wielowarstwowe, które można uzyskać poprzez połączenie zwykłych płyt wielowarstwowych z warstwami izolacyjnymi i podłożami aluminiowymi.
Jednostronne podłoże aluminiowe: składa się z pojedynczej warstwy przewodzącej warstwy wzorcowej, materiału izolacyjnego i płyty aluminiowej (podłoża).
Dwustronne podłoże aluminiowe: składa się z dwóch warstw przewodzących warstw wzoru, materiału izolacyjnego i płyty aluminiowej (podłoża) ułożonych razem.
Wielowarstwowa aluminiowa płytka drukowana: Jest to płytka drukowana wykonana przez laminowanie i połączenie trzech lub więcej warstw przewodzących warstw wzoru, materiału izolacyjnego i płyty aluminiowej (podłoża).
Podział według metod obróbki powierzchni:
Płytka pozłacana (chemiczne cienkie złoto, chemiczne grube złoto, selektywne złocenie)
Część druga: Zasada działania podłoża aluminiowego
Urządzenia mocy montuje się powierzchniowo na warstwie obwodu.Ciepło wytwarzane przez urządzenia podczas pracy jest szybko przewodzone przez warstwę izolacyjną do metalowej warstwy bazowej, która następnie rozprasza ciepło, zapewniając odprowadzenie ciepła dla urządzeń.
W porównaniu z tradycyjnym FR-4, podłoża aluminiowe mogą minimalizować opór cieplny, co czyni je doskonałymi przewodnikami ciepła.W porównaniu z grubowarstwowymi obwodami ceramicznymi mają one również doskonałe właściwości mechaniczne.
Dodatkowo podłoża aluminiowe posiadają następujące unikalne zalety:
- Zgodność z wymogami dyrektywy RoHs
- Lepsza zdolność adaptacji do procesów SMT
- Efektywne zarządzanie dyfuzją ciepła w projektowaniu obwodów w celu obniżenia temperatury roboczej modułu, wydłużenia żywotności, zwiększenia gęstości mocy i niezawodności
- Ograniczenie montażu radiatorów i innego sprzętu, w tym materiałów interfejsu termicznego, co skutkuje mniejszą objętością produktu oraz niższymi kosztami sprzętu i montażu, a także optymalną kombinacją obwodów zasilania i sterowania
- Wymiana delikatnych podłoży ceramicznych w celu zwiększenia trwałości mechanicznej
Część trzecia: Skład podłoży aluminiowych
1. Warstwa obwodów
Warstwa obwodu (zwykle przy użyciu folii z miedzi elektrolitycznej) jest trawiona w celu utworzenia obwodów drukowanych, używanych do montażu komponentów i połączeń.W porównaniu do tradycyjnego FR-4, przy tej samej grubości i szerokości linii, podłoża aluminiowe mogą przenosić wyższe prądy.
2. Warstwa izolacyjna
Warstwa izolacyjna jest kluczową technologią w podłożach aluminiowych, służącą przede wszystkim przyczepności, izolacji i przewodzeniu ciepła.Warstwa izolacyjna podłoży aluminiowych jest najważniejszą barierą termiczną w konstrukcjach modułów mocy.Lepsza przewodność cieplna warstwy izolacyjnej ułatwia dyfuzję ciepła powstającego podczas pracy urządzenia, co prowadzi do niższych temperatur pracy, zwiększonego obciążenia mocy modułu, zmniejszenia wymiarów, wydłużenia żywotności i wyższej mocy wyjściowej.
3. Metalowa warstwa bazowa
Wybór metalu na izolacyjną metalową podstawę zależy od kompleksowych rozważań takich czynników, jak współczynnik rozszerzalności cieplnej metalowej podstawy, przewodność cieplna, wytrzymałość, twardość, waga, stan powierzchni i koszt.
Część czwarta: Powody wyboru podłoży aluminiowych
1. Rozpraszanie ciepła
Wiele płyt dwustronnych i wielowarstwowych ma dużą gęstość i moc, co utrudnia odprowadzanie ciepła.Konwencjonalne materiały podłoża, takie jak FR4 i CEM3, są słabymi przewodnikami ciepła i mają izolację międzywarstwową, co prowadzi do niewystarczającego rozpraszania ciepła.Podłoża aluminiowe rozwiązują ten problem odprowadzania ciepła.
2. Rozszerzalność cieplna
Rozszerzalność i kurczliwość cieplna są nieodłączną cechą materiałów, a różne substancje mają różne współczynniki rozszerzalności cieplnej.Płytki drukowane na bazie aluminium skutecznie rozwiązują problemy z rozpraszaniem ciepła, łagodząc problem różnej rozszerzalności cieplnej materiałów na elementach płytki, poprawiając ogólną trwałość i niezawodność, szczególnie w zastosowaniach SMT (technologia montażu powierzchniowego).
3. Stabilność wymiarowa
Płyty drukowane na bazie aluminium są znacznie stabilniejsze pod względem wymiarów w porównaniu do płyt drukowanych z materiału izolowanego.Zmiana wymiarowa płyt drukowanych na bazie aluminium lub aluminiowych płyt nośnych podgrzanych od 30°C do 140-150°C wynosi 2,5-3,0%.
4. Inne powody
Płyty drukowane na bazie aluminium mają działanie ekranujące, zastępują kruche podłoża ceramiczne, nadają się do technologii montażu powierzchniowego, zmniejszają efektywną powierzchnię płytek drukowanych, zastępują komponenty takie jak radiatory, aby zwiększyć odporność cieplną i właściwości fizyczne produktu oraz zmniejszyć koszty produkcji i robociznę.
Część piąta: Zastosowania podłoży aluminiowych
1. Sprzęt audio: wzmacniacze wejściowe/wyjściowe, wzmacniacze zbalansowane, wzmacniacze audio, przedwzmacniacze, wzmacniacze mocy itp.
2. Sprzęt zasilający: regulatory przełączające, konwertery DC/AC, regulatory SW itp.
3. Sprzęt elektroniczny do komunikacji: wzmacniacze wysokiej częstotliwości, urządzenia filtrujące, obwody transmisyjne itp.
4. Sprzęt do automatyki biurowej: sterowniki silników elektrycznych itp.
5. Motoryzacja: regulatory elektroniczne, układy zapłonowe, sterowniki mocy itp.
6. Komputery: płyty procesorowe, stacje dyskietek, zasilacze itp.
7. Moduły mocy: falowniki, przekaźniki półprzewodnikowe, mostki prostownicze itp.
8. Oprawy oświetleniowe: Wraz z promocją lamp energooszczędnych podłoża na bazie aluminium są szeroko stosowane w lampach LED.
Czas publikacji: 09 sierpnia 2023 r
