Primera part: què és PCB d'alumini?
El substrat d'alumini és un tipus de placa revestida de coure a base de metall amb una excel·lent funcionalitat de dissipació de calor.En general, una placa d'una sola cara es compon de tres capes: la capa de circuit (full de coure), la capa aïllant i la capa base metàl·lica.Per a aplicacions de gamma alta, també hi ha dissenys de doble cara amb una estructura de capa de circuit, capa aïllant, base d'alumini, capa aïllant i capa de circuit.Un petit nombre d'aplicacions impliquen taulers multicapa, que es poden crear unint taulers multicapa normals amb capes aïllants i bases d'alumini.
Substrat d'alumini d'una sola cara: consta d'una sola capa de capa de patró conductor, material aïllant i placa d'alumini (substrat).
Substrat d'alumini de doble cara: implica dues capes de capes de patrons conductors, material aïllant i placa d'alumini (substrat) apilades juntes.
Placa de circuit d'alumini imprès multicapa: és una placa de circuit imprès feta laminant i unint tres o més capes de capes de patrons conductors, material aïllant i placa d'alumini (substrat).
Dividit per mètodes de tractament de superfícies:
Tauler banyat daurat (or prim químic, or gruixut químic, xapat en or selectiu)
Segona part: Principi de funcionament del substrat d'alumini
Els dispositius d'alimentació estan muntats a la superfície a la capa del circuit.La calor generada pels dispositius durant el funcionament es condueix ràpidament a través de la capa aïllant fins a la capa base metàl·lica, que després dissipa la calor, aconseguint la dissipació de calor dels dispositius.
En comparació amb el FR-4 tradicional, els substrats d'alumini poden minimitzar la resistència tèrmica, convertint-los en excel·lents conductors de calor.En comparació amb els circuits ceràmics de pel·lícula gruixuda, també tenen propietats mecàniques superiors.
A més, els substrats d'alumini tenen els següents avantatges únics:
- Compliment dels requisits RoHs
- Millor adaptabilitat als processos SMT
- Tractament eficaç de la difusió tèrmica en el disseny del circuit per reduir la temperatura de funcionament del mòdul, allargar la vida útil, millorar la densitat de potència i la fiabilitat
- Reducció en el muntatge de dissipadors de calor i altres maquinari, inclosos els materials d'interfície tèrmica, el que resulta en un volum de producte més petit i costos de maquinari i muntatge més baixos, i una combinació òptima de circuits d'alimentació i control
- Substitució de substrats ceràmics fràgils per millorar la durabilitat mecànica
Tercera part: Composició de substrats d'alumini
1. Capa de circuit
La capa del circuit (normalment utilitzant làmina de coure electrolític) està gravada per formar circuits impresos, utilitzats per al muntatge de components i connexions.En comparació amb el FR-4 tradicional, amb el mateix gruix i amplada de línia, els substrats d'alumini poden portar corrents més altes.
2. Capa aïllant
La capa aïllant és una tecnologia clau en substrats d'alumini, que serveix principalment per a l'adhesió, l'aïllament i la conducció de calor.La capa aïllant dels substrats d'alumini és la barrera tèrmica més important de les estructures de mòduls de potència.Una millor conductivitat tèrmica de la capa aïllant facilita la difusió de la calor generada durant el funcionament del dispositiu, donant lloc a temperatures de funcionament més baixes, augment de la càrrega de potència del mòdul, mida reduïda, vida útil allargada i potència de sortida més alta.
3. Capa base metàl·lica
L'elecció del metall per a la base metàl·lica aïllant depèn de consideracions exhaustives de factors com ara el coeficient d'expansió tèrmica de la base metàl·lica, la conductivitat tèrmica, la resistència, la duresa, el pes, l'estat de la superfície i el cost.
Quarta part: raons per triar substrats d'alumini
1. Dissipació de calor
Molts taulers de doble cara i multicapa tenen una gran densitat i potència, cosa que fa que la dissipació de calor sigui difícil.Els materials de substrat convencionals com FR4 i CEM3 són mals conductors de calor i tenen un aïllament entre capes, cosa que condueix a una dissipació de calor inadequada.Els substrats d'alumini resolen aquest problema de dissipació de calor.
2. Expansió tèrmica
L'expansió i la contracció tèrmica són inherents als materials, i diferents substàncies tenen diferents coeficients d'expansió tèrmica.Les plaques impreses a base d'alumini tracten eficaçment els problemes de dissipació de calor, facilitant el problema de l'expansió tèrmica de diferents materials als components del tauler, millorant la durabilitat i la fiabilitat generals, especialment en aplicacions SMT (Surface Mount Technology).
3. Estabilitat dimensional
Les plaques impreses a base d'alumini són notablement més estables quant a dimensions en comparació amb les plaques impreses de material aïllant.El canvi dimensional de plaques impreses a base d'alumini o plaques de nucli d'alumini, escalfades de 30 °C a 140-150 °C, és del 2,5-3,0%.
4. Altres Motius
Els taulers impresos a base d'alumini tenen efectes de blindatge, substitueixen substrats ceràmics trencadissos, són adequats per a la tecnologia de muntatge en superfície, redueixen l'àrea efectiva de les plaques impreses, substitueixen components com els dissipadors de calor per millorar la resistència a la calor del producte i les propietats físiques, i disminueixen els costos de producció i la mà d'obra.
Cinquena part: Aplicacions dels substrats d'alumini
1. Equips d'àudio: amplificadors d'entrada/sortida, amplificadors equilibrats, amplificadors d'àudio, preamplificadors, amplificadors de potència, etc.
2. Equips de potència: Reguladors de commutació, convertidors DC/AC, ajustadors SW, etc.
3. Equips electrònics de comunicació: amplificadors d'alta freqüència, dispositius de filtre, circuits de transmissió, etc.
4. Equips d'ofimàtica: controladors de motor elèctric, etc.
5. Automoció: Reguladors electrònics, sistemes d'encesa, controladors de potència, etc.
6. Ordinadors: plaques de CPU, unitats de disquet, unitats d'alimentació, etc.
7. Mòduls de potència: inversors, relés d'estat sòlid, ponts rectificadors, etc.
8. Il·luminació: amb la promoció de làmpades d'estalvi d'energia, els substrats a base d'alumini s'utilitzen àmpliament en llums LED.
Hora de publicació: 09-agost-2023
