Алюминиевые печатные платы являются одними из самых популярных печатных плат с металлическим сердечником, которые можно найти в разнообразных приложениях. Они имеют металлическую основу и ламинаты с медным покрытием, которые обеспечивают отличную теплопроводность и электроизоляцию. В этом блоге мы подробно обсудим этот критически важный тип печатных плат, включая его структуру, процесс производства и приложения. Продолжайте читать, чтобы узнать больше.
Что такое алюминиевая печатная плата?
Алюминиевая печатная плата, также называемая печатной платой с алюминиевой основой, печатной платой с алюминиевой оболочкой или печатной платой IMS (Insulated Metal Substrate). Это тип печатной платы, в которой вместо традиционного стекловолоконного материала FR4 используется алюминиевый базовый слой. Обычно она имеет толстую алюминиевую подложку, поверх которой находится теплопроводящий, но электроизолирующий диэлектрический слой, на котором расположен медный слой, используемый для трассировок схемы. Уникальная конструкция алюминиевых печатных плат позволяет им очень эффективно рассеивать тепло, и поэтому они идеально подходят для приложений с высокой мощностью и других типов плат, которые генерируют много тепла, таких как светодиодные системы освещения, блоки питания и автомобильная электроника.
Структура алюминиевого ПКBs
Алюминиевые печатные платы на самом деле очень похожи на Печатные платы FR4. Базовая структура алюминиевых печатных плат — четыре слоя. Она состоит из диэлектрического слоя, медной фольги, алюминиевого базового слоя и алюминиевой базовой мембраны.
• Слой медной фольги
Используемый слой меди относительно толще, чем у обычных CCL (от 1 до 10 унций). Более толстый слой меди означает большую пропускную способность тока.
• Диэлектрический слой
Диэлектрический слой является теплопроводным слоем и имеет толщину около 50-200 мкм. Он имеет низкое тепловое сопротивление и подходит для своего применения.
• Алюминиевое основание
Этот третий слой представляет собой алюминиевую основу, состоящую из алюминиевой подложки. Он обладает высокой теплопроводностью.
• Алюминиевый базовый мембранный слой
Алюминиевая базовая мембрана является селективной. Она играет защитную роль, предохраняя внешнюю часть алюминия от нежелательного травления и соскабливания. Она бывает двух типов, т.е. около 250 градусов или ниже 120 градусов (анти-высокая температура)
Процесс производства алюминиевых печатных плат: пошаговое руководство
Шаг 1: Дизайн и проектирование
Инженеры используют программное обеспечение САПР для создания макетов печатных плат, которые затем преобразуются в Герберские файлы которые содержат полные спецификации схемы.
Шаг 2: Выбор основного материала
Выберите подходящие алюминиевые сплавы, такие как 5052, 6061 или 7075, и тщательно очистите поверхность печатной платы от грязи и масла, чтобы улучшить сцепление.
Шаг 3: Нанесение диэлектрического слоя
Затем мы покрываем поверхность алюминия слоем толщиной около 50–200 микрометров, который является теплопроводным, но электроизолирующим.
Шаг 4: Ламинирование медной фольгой
Высококачественная медная фольга приклеивается к диэлектрическому слою при температуре 150-180°С под контролируемым давлением.
Шаг 5: Формирование изображения и травление
Медный слой подвергается фоторезиста покрытие, УФ-облучение и химическое травление для создания рисунка схемы.
Шаг 6: Защита поверхности
Затем схемы защищаются защитной паяльной маской, а компоненты маркируются методом шелкографии.
Шаг 7: Механическая обработка
Алюминиевая плата проходит прецизионное сверление, металлизацию отверстий и разделение панели на отдельные блоки.
Шаг 8: Проверка качества
Все платы проверяются автоматическими системами контроля на электрическую целостность, тепловое сопротивление и точность размеров.
Трудности производства алюминиевых печатных плат
Процесс производства почти полностью алюминиевых печатных плат в основном одинаков. Здесь мы обсудим основные производственные процессы, проблемы и их решения.
1: Травление меди
Медная фольга, используемая в алюминиевых печатных платах, умеренно толще. Однако, если медная фольга более 3 унций, травление требует усадки по ширине. Если она не соответствует требованиям дизайна, ширина дорожки после травления выйдет за пределы допуска. Вот почему компенсация ширины дорожки должна быть спроектирована точно. Факторы травления необходимо контролировать в процессе производства.
2: Печать паяльной маски
Из-за толстой медной фольги возникают трудности с печатью паяльной маски на алюминиевой печатной плате. Это связано с тем, что если медная дорожка слишком толстая, то вытравленное изображение будет иметь большую разницу между базовой платой и поверхностью дорожки, и печать паяльной маски будет довольно сложной. Поэтому предпочтительнее использовать двухкратную печать паяльной маски. Используемое масло для паяльной маски должно быть достойного качества, а в некоторых случаях сначала выполняется заливка смолой, а затем паяльная маска.
3: Механическое производство:
Процесс механического производства включает формовку, механическое сверление, v-образную насечку и т. д., которая остается на внутреннем переходном отверстии. Это приводит к снижению электрической прочности. Поэтому для мелкосерийного производства продукции следует использовать профессиональную фрезу и электрическую фрезу. 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 — это перерабатываемый, нетоксичный металл. От производителя до конечного покупателя использование алюминия в печатных платах способствует сохранению здоровья планеты.
- Лучшая теплопередача
Высокие температуры являются причиной серьезных повреждений электроники. Алюминий проводит и отводит тепло от опасных деталей, чтобы минимизировать повреждения печатной платы.
- Очень прочный
Алюминий прочнее и долговечнее базовых материалов, таких как стекловолокно и керамика. Он очень хорошо сделан и снижает случайные поломки, которые могут возникнуть в процессе производства, а также во время обработки и повседневного использования.
- Небольшой вес
Сам по себе алюминиевый материал очень легкий. Он добавляет долговечность и прочность печатным платам, не добавляя дополнительного веса.
Эксплуатационные характеристики алюминиевых печатных плат
Стабильность размеров
Алюминиевые печатные платы демонстрируют размерную стабильность и постоянный размер. Например, при нагревании от 30 до 140 градусов их размеры изменились всего на 2.5%-3.0%.
Тепловое рассеяние
Тепловые характеристики алюминиевых печатных плат достаточно хороши по сравнению с обычными печатными платами FR4. Например, печатная плата FR4 толщиной 1.5 мм будет иметь тепловое сопротивление 20-22 градуса на ватт, в то время как алюминиевая печатная плата толщиной 1.5 мм будет иметь тепловое сопротивление приблизительно 1-2 градуса на ватт.
Тепловое расширение
Каждое вещество имеет свой коэффициент теплового расширения. КТР меди (18 ppm/C) и алюминия (22 ppm/C) довольно близки. Поскольку алюминиевые печатные платы отлично рассеивают тепло, они не испытывают значительных проблем с усадкой или расширением. Они очень долговечны, надежны и работают исключительно хорошо.
Применение алюминиевых печатных плат
Ниже приведен список распространенных применений печатных плат с алюминиевым сердечником:
• Медицинские: Освещение операционных, хирургические осветительные приборы, технология сканирования высокой мощности. и преобразователи мощности.
• Потребитель: уличное освещение, освещение для регулирования дорожного движения, внутреннее освещение зданий, ландшафтное освещение и кемпинговое снаряжение.
• Силовые модули: Включая твердотельные реле, преобразователи, мосты и силовые выпрямители.
• телекоммуникации: Включая высокочастотные усилители и фильтрующие приборы.
• Источник питания: Например, импульсные регуляторы и преобразователи постоянного тока в переменный.
• Автомобильная: Включая контроллеры питания. освещение и электронные регуляторы.
• компьютеры: Например, платы ЦП, дисководы и устройства питания.
• Аудиоустройства: например, входные и выходные усилители и усилители мощности + офисная автоматизация, например, электродвигатели и приводы.
MOKO Technology: надежный производитель алюминиевых печатных плат
MOKO Technology — надежный и инновационный производитель, специализирующийся на высококачественных алюминиевых печатных платах. Благодаря многолетнему опыту и новейшим технологиям мы стремимся постоянно предлагать нашим клиентам прочные, эффективные и точно изготовленные печатные платы, которые соответствуют самым строгим спецификациям. Наши алюминиевые печатные платы с сердечником предназначены для улучшения рассеивания тепла, повышения производительности и продления срока службы электронных устройств. Независимо от того, в какой отрасли вы работаете: светодиоды, преобразователи мощности, автомобилестроение или радиочастоты, мы предоставим вам решение, которое будет соответствовать вашим потребностям. Не ждите, получить цитату сейчас!
