Μέρος πρώτο: Τι είναι το PCB αλουμινίου;
Το υπόστρωμα αλουμινίου είναι ένας τύπος σανίδας με βάση το μέταλλο με επένδυση χαλκού με εξαιρετική λειτουργικότητα απαγωγής θερμότητας.Γενικά, μια πλακέτα μονής όψης αποτελείται από τρία στρώματα: το στρώμα κυκλώματος (φύλλο χαλκού), το μονωτικό στρώμα και το στρώμα βάσης μετάλλου.Για εφαρμογές υψηλής τεχνολογίας, υπάρχουν επίσης σχέδια διπλής όψης με δομή στρώματος κυκλώματος, μονωτικής στρώσης, βάσης αλουμινίου, μονωτικής στρώσης και στρώματος κυκλώματος.Ένας μικρός αριθμός εφαρμογών περιλαμβάνει πολυστρωματικές σανίδες, οι οποίες μπορούν να δημιουργηθούν με τη συγκόλληση συνηθισμένων πλακών πολλαπλών στρώσεων με μονωτικά στρώματα και βάσεις αλουμινίου.
Υπόστρωμα αλουμινίου μονής όψης: Αποτελείται από ένα μόνο στρώμα αγώγιμου στρώματος σχεδίου, μονωτικό υλικό και πλάκα αλουμινίου (υπόστρωμα).
Υπόστρωμα αλουμινίου διπλής όψης: Περιλαμβάνει δύο στρώσεις αγώγιμων στρώσεων σχεδίων, μονωτικό υλικό και πλάκα αλουμινίου (υπόστρωμα) που στοιβάζονται μεταξύ τους.
Πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος αλουμινίου πολλαπλών στρώσεων: Είναι μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος που κατασκευάζεται με πλαστικοποίηση και συγκόλληση τριών ή περισσότερων στρωμάτων αγώγιμων στρωμάτων σχεδίου, μονωτικού υλικού και πλάκας αλουμινίου (υπόστρωμα) μαζί.
Διαιρείται με μεθόδους επιφανειακής επεξεργασίας:
Επιχρυσωμένος πίνακας (Χημικός λεπτός χρυσός, Χημικός χοντρός χρυσός, Επιλεκτική επίστρωση χρυσού)
Μέρος δεύτερο: Αρχή εργασίας υποστρώματος αλουμινίου
Οι συσκευές ισχύος τοποθετούνται επιφανειακά στο στρώμα κυκλώματος.Η θερμότητα που παράγεται από τις συσκευές κατά τη λειτουργία διοχετεύεται γρήγορα μέσω του μονωτικού στρώματος στο μεταλλικό στρώμα βάσης, το οποίο στη συνέχεια διαχέει τη θερμότητα, επιτυγχάνοντας απαγωγή θερμότητας για τις συσκευές.
Σε σύγκριση με το παραδοσιακό FR-4, τα υποστρώματα αλουμινίου μπορούν να ελαχιστοποιήσουν τη θερμική αντίσταση, καθιστώντας τα εξαιρετικούς αγωγούς της θερμότητας.Σε σύγκριση με τα κεραμικά κυκλώματα παχιάς μεμβράνης, διαθέτουν επίσης ανώτερες μηχανικές ιδιότητες.
Επιπλέον, τα υποστρώματα αλουμινίου έχουν τα ακόλουθα μοναδικά πλεονεκτήματα:
- Συμμόρφωση με τις απαιτήσεις RoHs
- Καλύτερη προσαρμοστικότητα σε διαδικασίες SMT
- Αποτελεσματικός χειρισμός της θερμικής διάχυσης στο σχεδιασμό κυκλώματος για μείωση της θερμοκρασίας λειτουργίας της μονάδας, παράταση της διάρκειας ζωής, ενίσχυση της πυκνότητας ισχύος και της αξιοπιστίας
- Μείωση της συναρμολόγησης ψυκτών και άλλου υλικού, συμπεριλαμβανομένων των υλικών θερμικής διεπαφής, με αποτέλεσμα μικρότερο όγκο προϊόντος και χαμηλότερο κόστος υλικού και συναρμολόγησης και βέλτιστο συνδυασμό κυκλωμάτων ισχύος και ελέγχου
- Αντικατάσταση εύθραυστων κεραμικών υποστρωμάτων για βελτιωμένη μηχανική αντοχή
Μέρος Τρίτο: Σύνθεση Υποστρωμάτων Αλουμινίου
1. Στρώμα κυκλώματος
Το στρώμα κυκλώματος (συνήθως χρησιμοποιώντας ηλεκτρολυτικό φύλλο χαλκού) χαράσσεται για να σχηματιστούν τυπωμένα κυκλώματα, που χρησιμοποιούνται για τη συναρμολόγηση εξαρτημάτων και τις συνδέσεις.Σε σύγκριση με το παραδοσιακό FR-4, με το ίδιο πάχος και πλάτος γραμμής, τα υποστρώματα αλουμινίου μπορούν να μεταφέρουν υψηλότερα ρεύματα.
2. Μονωτικό στρώμα
Το μονωτικό στρώμα είναι μια βασική τεχνολογία στα υποστρώματα αλουμινίου, που χρησιμεύει κυρίως για πρόσφυση, μόνωση και αγωγιμότητα θερμότητας.Το μονωτικό στρώμα υποστρωμάτων αλουμινίου είναι το πιο σημαντικό θερμικό φράγμα στις δομές των μονάδων ισχύος.Η καλύτερη θερμική αγωγιμότητα του μονωτικού στρώματος διευκολύνει τη διάχυση της θερμότητας που παράγεται κατά τη λειτουργία της συσκευής, οδηγώντας σε χαμηλότερες θερμοκρασίες λειτουργίας, αυξημένο φορτίο ισχύος της μονάδας, μειωμένο μέγεθος, εκτεταμένη διάρκεια ζωής και υψηλότερη απόδοση ισχύος.
3. Μεταλλικό στρώμα βάσης
Η επιλογή του μετάλλου για τη μονωτική μεταλλική βάση εξαρτάται από εκτενείς εκτιμήσεις παραγόντων όπως ο συντελεστής θερμικής διαστολής της μεταλλικής βάσης, η θερμική αγωγιμότητα, η αντοχή, η σκληρότητα, το βάρος, η κατάσταση της επιφάνειας και το κόστος.
Μέρος τέταρτο: Λόγοι για την επιλογή υποστρωμάτων αλουμινίου
1. Διάχυση θερμότητας
Πολλές πλακέτες διπλής όψης και πολλαπλών στρωμάτων έχουν υψηλή πυκνότητα και ισχύ, καθιστώντας την απαγωγή θερμότητας δύσκολη.Τα συμβατικά υλικά υποστρώματος όπως το FR4 και το CEM3 είναι κακοί αγωγοί της θερμότητας και έχουν μόνωση μεταξύ των στρωμάτων, οδηγώντας σε ανεπαρκή απαγωγή θερμότητας.Τα υποστρώματα αλουμινίου λύνουν αυτό το πρόβλημα απαγωγής θερμότητας.
2. Θερμική Διαστολή
Η θερμική διαστολή και συστολή είναι εγγενείς στα υλικά και διαφορετικές ουσίες έχουν διαφορετικούς συντελεστές θερμικής διαστολής.Οι τυπωμένες σανίδες με βάση το αλουμίνιο αντιμετωπίζουν αποτελεσματικά ζητήματα απαγωγής θερμότητας, διευκολύνοντας το πρόβλημα της θερμικής διαστολής διαφορετικών υλικών στα εξαρτήματα της πλακέτας, βελτιώνοντας τη συνολική αντοχή και αξιοπιστία, ειδικά σε εφαρμογές SMT (Surface Mount Technology).
3. Σταθερότητα διαστάσεων
Οι τυπωμένες σανίδες με βάση το αλουμίνιο είναι αξιοσημείωτα πιο σταθερές ως προς τις διαστάσεις σε σύγκριση με τις τυπωμένες σανίδες με μονωμένο υλικό.Η αλλαγή διαστάσεων των τυπωμένων σανίδων με βάση το αλουμίνιο ή των πλακών πυρήνα αλουμινίου, που θερμαίνονται από 30°C σε 140-150°C, είναι 2,5-3,0%.
4. Άλλοι λόγοι
Οι τυπωμένες σανίδες με βάση το αλουμίνιο έχουν προστατευτικά αποτελέσματα, αντικαθιστούν εύθραυστα κεραμικά υποστρώματα, είναι κατάλληλες για τεχνολογία επιφανειακής τοποθέτησης, μειώνουν την αποτελεσματική επιφάνεια των τυπωμένων σανίδων, αντικαθιστούν εξαρτήματα όπως ψύκτρες για ενίσχυση της αντοχής στη θερμότητα και των φυσικών ιδιοτήτων του προϊόντος και μειώνουν το κόστος παραγωγής και την εργασία.
Μέρος Πέμπτο: Εφαρμογές Υποστρωμάτων Αλουμινίου
1. Εξοπλισμός ήχου: Ενισχυτές εισόδου/εξόδου, ισορροπημένοι ενισχυτές, ενισχυτές ήχου, προενισχυτές, ενισχυτές ισχύος κ.λπ.
2. Εξοπλισμός ισχύος: Ρυθμιστές μεταγωγής, μετατροπείς DC/AC, ρυθμιστές SW κ.λπ.
3. Ηλεκτρονικός Εξοπλισμός Επικοινωνίας: Ενισχυτές υψηλής συχνότητας, συσκευές φίλτρων, κυκλώματα μετάδοσης κ.λπ.
4. Εξοπλισμός Αυτοματισμού Γραφείου: Οδηγοί ηλεκτροκινητήρων κ.λπ.
5. Αυτοκίνητο: Ηλεκτρονικοί ρυθμιστές, συστήματα ανάφλεξης, ελεγκτές ισχύος κ.λπ.
6. Υπολογιστές: πλακέτες CPU, μονάδες δισκέτας, μονάδες ισχύος κ.λπ.
7. Μονάδες ισχύος: Μετατροπείς, ρελέ στερεάς κατάστασης, γέφυρες ανορθωτή κ.λπ.
8. Φωτιστικά: Με την προώθηση των λαμπτήρων εξοικονόμησης ενέργειας, τα υποστρώματα με βάση το αλουμίνιο χρησιμοποιούνται ευρέως στα φώτα LED.
Ώρα δημοσίευσης: Aug-09-2023
