Deel één: Wat is aluminium PCB?
Aluminiumsubstraat is een soort met koper beklede plaat op metaalbasis met uitstekende warmteafvoerfunctionaliteit.Over het algemeen bestaat een enkelzijdige plaat uit drie lagen: de circuitlaag (koperfolie), de isolatielaag en de metalen basislaag.Voor hoogwaardige toepassingen zijn er ook dubbelzijdige ontwerpen met een structuur van circuitlaag, isolatielaag, aluminium basis, isolatielaag en circuitlaag.Een klein aantal toepassingen betreft meerlaagse platen, die kunnen worden gemaakt door gewone meerlaagse platen te verlijmen met isolatielagen en aluminium basissen.
Enkelzijdig aluminiumsubstraat: het bestaat uit een enkele laag geleidende patroonlaag, isolatiemateriaal en aluminiumplaat (substraat).
Dubbelzijdig aluminiumsubstraat: het omvat twee lagen geleidende patroonlagen, isolatiemateriaal en op elkaar gestapelde aluminiumplaat (substraat).
Meerlaagse printplaat van aluminium: het is een printplaat die is gemaakt door drie of meer lagen geleidende patroonlagen, isolatiemateriaal en aluminiumplaat (substraat) aan elkaar te lamineren en te hechten.
Verdeeld naar oppervlaktebehandelingsmethoden:
Verguld bord (chemisch dun goud, chemisch dik goud, selectief vergulden)
Deel twee: Werkingsprincipe van aluminiumsubstraten
Voedingsapparaten worden op het oppervlak van de circuitlaag gemonteerd.De warmte die door de apparaten tijdens bedrijf wordt gegenereerd, wordt snel via de isolatielaag naar de metalen basislaag geleid, die vervolgens de warmte afvoert, waardoor warmteafvoer voor de apparaten wordt bereikt.
Vergeleken met traditionele FR-4 kunnen aluminiumsubstraten de thermische weerstand minimaliseren, waardoor ze uitstekende warmtegeleiders zijn.Vergeleken met keramische circuits met dikke film bezitten ze ook superieure mechanische eigenschappen.
Bovendien hebben aluminiumsubstraten de volgende unieke voordelen:
- Naleving van RoHs-vereisten
- Beter aanpassingsvermogen aan SMT-processen
- Effectieve omgang met thermische diffusie in het circuitontwerp om de bedrijfstemperatuur van de module te verlagen, de levensduur te verlengen en de vermogensdichtheid en betrouwbaarheid te verbeteren
- Vermindering van de assemblage van koellichamen en andere hardware, inclusief thermische interfacematerialen, resulterend in een kleiner productvolume en lagere hardware- en assemblagekosten, en een optimale combinatie van stroom- en besturingscircuits
- Vervanging van kwetsbare keramische substraten voor verbeterde mechanische duurzaamheid
Deel drie: Samenstelling van aluminiumsubstraten
1. Circuitlaag
De circuitlaag (meestal met behulp van elektrolytische koperfolie) wordt geëtst om gedrukte schakelingen te vormen, die worden gebruikt voor de assemblage van componenten en verbindingen.Vergeleken met traditionele FR-4, met dezelfde dikte en lijnbreedte, kunnen aluminium substraten hogere stromen dragen.
2. Isolatielaag
De isolatielaag is een sleuteltechnologie in aluminiumsubstraten en dient voornamelijk voor hechting, isolatie en warmtegeleiding.De isolatielaag van aluminiumsubstraten is de belangrijkste thermische barrière in vermogensmodulestructuren.Een betere thermische geleidbaarheid van de isolatielaag vergemakkelijkt de diffusie van de warmte die wordt gegenereerd tijdens de werking van het apparaat, wat leidt tot lagere bedrijfstemperaturen, een grotere vermogensbelasting van de module, kleinere afmetingen, een langere levensduur en een hoger uitgangsvermogen.
3. Metalen basislaag
De keuze van het metaal voor de isolerende metalen basis hangt af van uitgebreide overwegingen van factoren zoals de thermische uitzettingscoëfficiënt van de metalen basis, thermische geleidbaarheid, sterkte, hardheid, gewicht, oppervlakteconditie en kosten.
Deel vier: Redenen om voor aluminiumsubstraten te kiezen
1. Warmteafvoer
Veel dubbelzijdige en meerlaagse platen hebben een hoge dichtheid en kracht, waardoor warmteafvoer een uitdaging is.Conventionele substraatmaterialen zoals FR4 en CEM3 zijn slechte warmtegeleiders en hebben een tussenlaagse isolatie, wat leidt tot onvoldoende warmteafvoer.Aluminiumsubstraten lossen dit probleem van warmteafvoer op.
2. Thermische uitzetting
Thermische uitzetting en krimp zijn inherent aan materialen, en verschillende stoffen hebben verschillende thermische uitzettingscoëfficiënten.Op aluminium gebaseerde printplaten pakken problemen met warmteafvoer effectief aan, waardoor het probleem van de thermische uitzetting van verschillende materialen op de componenten van het bord wordt verlicht, waardoor de algehele duurzaamheid en betrouwbaarheid worden verbeterd, vooral in SMT-toepassingen (Surface Mount Technology).
3. Dimensionale stabiliteit
Printplaten op aluminiumbasis zijn qua afmetingen aanzienlijk stabieler dan printplaten van geïsoleerd materiaal.De maatverandering van printplaten op aluminiumbasis of aluminium kernplaten, verwarmd van 30°C naar 140-150°C, bedraagt 2,5-3,0%.
4. Andere redenen
Op aluminium gebaseerde printplaten hebben afschermende effecten, vervangen broze keramische substraten, zijn geschikt voor oppervlaktemontagetechnologie, verkleinen het effectieve oppervlak van printplaten, vervangen componenten zoals koellichamen om de hittebestendigheid en fysieke eigenschappen van het product te verbeteren, en verlagen de productiekosten en arbeid.
Deel vijf: Toepassingen van aluminiumsubstraten
1. Audioapparatuur: ingangs-/uitgangsversterkers, gebalanceerde versterkers, audioversterkers, voorversterkers, eindversterkers, enz.
2. Stroomapparatuur: schakelregelaars, DC/AC-converters, SW-regelaars, enz.
3. Elektronische communicatieapparatuur: hoogfrequente versterkers, filterapparaten, transmissiecircuits, enz.
4. Apparatuur voor kantoorautomatisering: elektrische motorbestuurders, enz.
5. Automotive: elektronische regelaars, ontstekingssystemen, vermogensregelaars, enz.
6. Computers: CPU-kaarten, diskettestations, voedingseenheden, enz.
7. Vermogensmodules: omvormers, solid-state relais, gelijkrichtbruggen, enz.
8. Verlichtingsarmaturen: Met de promotie van energiebesparende lampen worden op aluminium gebaseerde substraten op grote schaal gebruikt in LED-verlichting.
Posttijd: 09-aug-2023
