Partea întâi: Ce este PCB din aluminiu?
Substratul din aluminiu este un tip de placă placată cu cupru pe bază de metal, cu o funcționalitate excelentă de disipare a căldurii.În general, o placă cu o singură față este compusă din trei straturi: stratul de circuit (folie de cupru), stratul izolator și stratul de bază metalic.Pentru aplicațiile high-end, există și modele cu două fețe cu o structură de strat de circuit, strat izolator, bază de aluminiu, strat izolator și strat de circuit.Un număr mic de aplicații implică plăci multistrat, care pot fi create prin lipirea plăcilor obișnuite cu mai multe straturi cu straturi izolatoare și baze de aluminiu.
Substrat din aluminiu cu o singură față: este format dintr-un singur strat de strat de model conductiv, material izolator și placă de aluminiu (substrat).
Substrat din aluminiu cu două fețe: implică două straturi de straturi de model conductiv, material izolator și placă de aluminiu (substrat) stivuite împreună.
Placă de circuit din aluminiu imprimat cu mai multe straturi: este o placă de circuit imprimat realizată prin laminarea și lipirea a trei sau mai multe straturi de straturi de model conductiv, material izolator și placă de aluminiu (substrat) împreună.
Împărțit după metode de tratare a suprafeței:
Placă placată cu aur (aur chimic subțire, aur chimic gros, placare cu aur selectiv)
Partea a doua: Principiul de funcționare a substratului de aluminiu
Dispozitivele de alimentare sunt montate la suprafață pe stratul de circuit.Căldura generată de dispozitive în timpul funcționării este condusă rapid prin stratul izolator către stratul de bază metalic, care apoi disipează căldura, realizând disiparea căldurii pentru dispozitive.
În comparație cu FR-4 tradițional, substraturile din aluminiu pot minimiza rezistența termică, făcându-le excelente conductoare de căldură.În comparație cu circuitele ceramice cu peliculă groasă, ele posedă și proprietăți mecanice superioare.
În plus, substraturile din aluminiu au următoarele avantaje unice:
- Conformitatea cu cerințele RoHs
- Adaptabilitate mai bună la procesele SMT
- Gestionarea eficientă a difuziei termice în designul circuitului pentru a reduce temperatura de funcționare a modulului, a prelungi durata de viață, a îmbunătăți densitatea și fiabilitatea puterii
- Reducerea ansamblării radiatoarelor și a altor componente hardware, inclusiv materialele de interfață termică, rezultând un volum mai mic al produsului și costuri mai mici de hardware și de asamblare și combinație optimă de circuite de alimentare și control
- Înlocuirea substraturilor ceramice fragile pentru o durabilitate mecanică îmbunătățită
Partea a treia: Compoziția substraturilor de aluminiu
1. Stratul de circuit
Stratul de circuit (de obicei folosind folie de cupru electrolitic) este gravat pentru a forma circuite imprimate, utilizate pentru asamblarea componentelor și conexiuni.În comparație cu FR-4 tradițional, cu aceeași grosime și lățime de linie, substraturile din aluminiu pot transporta curenți mai mari.
2. Strat izolator
Stratul izolator este o tehnologie cheie în substraturile din aluminiu, servind în primul rând pentru aderență, izolație și conducere a căldurii.Stratul izolator al substraturilor din aluminiu este cea mai importantă barieră termică din structurile modulelor de putere.O conductivitate termică mai bună a stratului izolator facilitează difuzia căldurii generate în timpul funcționării dispozitivului, ceea ce duce la temperaturi de funcționare mai scăzute, sarcină de putere crescută a modulului, dimensiune redusă, durată de viață extinsă și putere mai mare.
3. Strat de bază metalic
Alegerea metalului pentru baza metalică izolatoare depinde de considerații cuprinzătoare ale unor factori cum ar fi coeficientul de dilatare termică al bazei metalice, conductivitatea termică, rezistența, duritatea, greutatea, starea suprafeței și costul.
Partea a patra: Motive pentru alegerea substraturilor din aluminiu
1. Disiparea căldurii
Multe plăci cu două fețe și cu mai multe straturi au densitate și putere ridicate, ceea ce face ca disiparea căldurii să fie dificilă.Materialele substrat convenționale precum FR4 și CEM3 sunt conductoare slabe de căldură și au izolație inter-strat, ceea ce duce la o disipare inadecvată a căldurii.Substraturile din aluminiu rezolvă această problemă de disipare a căldurii.
2. Expansiune termică
Dilatarea și contracția termică sunt inerente materialelor, iar diferitele substanțe au coeficienți diferiți de dilatare termică.Plăcile imprimate pe bază de aluminiu abordează în mod eficient problemele de disipare a căldurii, uşurând problema expansiunii termice a diferitelor materiale pe componentele plăcii, îmbunătăţind durabilitatea generală şi fiabilitatea, în special în aplicaţiile SMT (Surface Mount Technology).
3. Stabilitate dimensională
Plăcile imprimate pe bază de aluminiu sunt considerabil mai stabile în ceea ce privește dimensiunile în comparație cu plăcile imprimate cu material izolat.Modificarea dimensională a plăcilor imprimate pe bază de aluminiu sau a plăcilor cu miez de aluminiu, încălzite de la 30°C la 140-150°C, este de 2,5-3,0%.
4. Alte motive
Plăcile imprimate pe bază de aluminiu au efecte de ecranare, înlocuiesc substraturi ceramice fragile, sunt potrivite pentru tehnologia de montare pe suprafață, reduc suprafața efectivă a plăcilor imprimate, înlocuiesc componente precum radiatoarele pentru a spori rezistența la căldură și proprietățile fizice ale produsului și scad costurile de producție și forța de muncă.
Partea a cincea: Aplicații ale substraturilor din aluminiu
1. Echipamente audio: Amplificatoare de intrare/ieșire, amplificatoare echilibrate, amplificatoare audio, preamplificatoare, amplificatoare de putere etc.
2. Echipamente de alimentare: regulatoare de comutare, convertoare DC/AC, reglatoare SW, etc.
3. Echipamente electronice de comunicație: amplificatoare de înaltă frecvență, dispozitive de filtrare, circuite de transmisie etc.
4. Echipamente de automatizare de birou: drivere de motoare electrice etc.
5. Automobile: Regulatoare electronice, sisteme de aprindere, controlere de putere etc.
6. Calculatoare: plăci CPU, unități de dischetă, unități de alimentare etc.
7. Module de putere: Invertoare, relee cu stare solidă, punți redresoare etc.
8. Corpuri de iluminat: Odată cu promovarea lămpilor cu economie de energie, substraturile pe bază de aluminiu sunt utilizate pe scară largă în luminile LED.
Ora postării: Aug-09-2023
