Prvi dio: Što je aluminijski PCB?
Aluminijska podloga vrsta je bakrene ploče na bazi metala s izvrsnom funkcionalnošću odvođenja topline.Općenito, jednostrana ploča sastoji se od tri sloja: sloja kruga (bakrena folija), izolacijskog sloja i metalnog osnovnog sloja.Za vrhunske primjene također postoje dvostrani dizajni sa strukturom sloja kruga, izolacijskog sloja, aluminijske baze, izolacijskog sloja i sloja kruga.Mali broj primjena uključuje višeslojne ploče, koje se mogu izraditi lijepljenjem običnih višeslojnih ploča s izolacijskim slojevima i aluminijskim bazama.
Jednostrana aluminijska podloga: Sastoji se od jednog sloja vodljivog uzorka, izolacijskog materijala i aluminijske ploče (podloge).
Dvostrani aluminijski supstrat: uključuje dva sloja vodljivih slojeva uzorka, izolacijski materijal i aluminijsku ploču (supstrat) složene zajedno.
Višeslojna tiskana aluminijska ploča: To je tiskana ploča napravljena laminiranjem i lijepljenjem tri ili više slojeva vodljivih slojeva uzorka, izolacijskog materijala i aluminijske ploče (supstrata).
Podijeljen prema metodama površinske obrade:
Pozlaćena ploča (kemijsko tanko zlato, kemijsko debelo zlato, selektivna pozlata)
Drugi dio: Princip rada aluminijske podloge
Uređaji za napajanje su površinski montirani na sloj strujnog kruga.Toplina koju generiraju uređaji tijekom rada brzo se provodi kroz izolacijski sloj do metalnog temeljnog sloja, koji zatim odvodi toplinu, čime se postiže odvođenje topline za uređaje.
U usporedbi s tradicionalnim FR-4, aluminijske podloge mogu minimizirati toplinski otpor, što ih čini izvrsnim vodičima topline.U usporedbi s debeloslojnim keramičkim krugovima, oni također posjeduju vrhunska mehanička svojstva.
Osim toga, aluminijske podloge imaju sljedeće jedinstvene prednosti:
- Usklađenost sa RoHs zahtjevima
- Bolja prilagodljivost SMT procesima
- Učinkovito rukovanje toplinskom difuzijom u dizajnu sklopa za smanjenje radne temperature modula, produljenje životnog vijeka, povećanje gustoće snage i pouzdanosti
- Smanjenje montaže hladnjaka i drugog hardvera, uključujući materijale toplinskog sučelja, što rezultira manjim volumenom proizvoda i nižim troškovima hardvera i montaže, te optimalnom kombinacijom krugova napajanja i upravljanja
- Zamjena lomljivih keramičkih podloga za poboljšanu mehaničku izdržljivost
Treći dio: Sastav aluminijskih podloga
1. Sloj kruga
Sloj strujnog kruga (obično pomoću elektrolitičke bakrene folije) je ugraviran kako bi se formirali tiskani krugovi, koji se koriste za sklapanje komponenti i spajanje.U usporedbi s tradicionalnim FR-4, s istom debljinom i širinom linije, aluminijske podloge mogu nositi veće struje.
2. Izolacijski sloj
Izolacijski sloj je ključna tehnologija u aluminijskim podlogama, prvenstveno služi za prianjanje, izolaciju i provođenje topline.Izolacijski sloj aluminijskih podloga je najznačajnija toplinska barijera u strukturama energetskih modula.Bolja toplinska vodljivost izolacijskog sloja olakšava difuziju topline koja se stvara tijekom rada uređaja, što dovodi do nižih radnih temperatura, povećanog opterećenja modula, smanjene veličine, produženog životnog vijeka i veće izlazne snage.
3. Metalni osnovni sloj
Izbor metala za izolacijsku metalnu bazu ovisi o sveobuhvatnim razmatranjima čimbenika kao što su koeficijent toplinskog širenja metalne baze, toplinska vodljivost, čvrstoća, tvrdoća, težina, stanje površine i cijena.
Četvrti dio: Razlozi za odabir aluminijskih podloga
1. Rasipanje topline
Mnoge dvostrane i višeslojne ploče imaju veliku gustoću i snagu, što disipaciju topline čini izazovnom.Konvencionalni materijali za supstrat kao što su FR4 i CEM3 su loši vodiči topline i imaju međuslojnu izolaciju, što dovodi do neadekvatnog odvođenja topline.Aluminijske podloge rješavaju ovaj problem rasipanja topline.
2. Toplinsko širenje
Toplinsko širenje i skupljanje svojstveno je materijalima, a različite tvari imaju različite koeficijente toplinskog širenja.Tiskane ploče na bazi aluminija učinkovito rješavaju probleme rasipanja topline, olakšavajući problem toplinskog širenja različitih materijala na komponentama ploče, poboljšavajući ukupnu trajnost i pouzdanost, posebno u SMT (Surface Mount Technology) aplikacijama.
3. Dimenzijska stabilnost
Tiskane ploče na bazi aluminija znatno su stabilnije u pogledu dimenzija u usporedbi s tiskanim pločama od izoliranog materijala.Promjena dimenzija tiskanih ploča na bazi aluminija ili ploča s aluminijskom jezgrom, zagrijanih od 30°C do 140-150°C, iznosi 2,5-3,0%.
4. Ostali razlozi
Tiskane ploče na bazi aluminija imaju zaštitne učinke, zamjenjuju lomljive keramičke podloge, prikladne su za tehnologiju površinske montaže, smanjuju efektivnu površinu tiskanih ploča, zamjenjuju komponente poput hladnjaka kako bi se poboljšala otpornost proizvoda na toplinu i fizička svojstva te smanjili troškovi proizvodnje i rada.
Peti dio: Primjena aluminijskih podloga
1. Audio oprema: ulazno/izlazna pojačala, balansirana pojačala, audio pojačala, pretpojačala, pojačala snage itd.
2. Energetska oprema: Preklopni regulatori, DC/AC pretvarači, SW regulatori, itd.
3. Komunikacijska elektronička oprema: visokofrekventna pojačala, filtarski uređaji, prijenosni krugovi itd.
4. Oprema za automatizaciju ureda: pogonski uređaji električnih motora, itd.
5. Automobili: elektronički regulatori, sustavi paljenja, regulatori snage itd.
6. Računala: CPU ploče, floppy disk jedinice, jedinice za napajanje itd.
7. Energetski moduli: pretvarači, poluprovodnički releji, ispravljački mostovi, itd.
8. Rasvjetna tijela: Uz promociju štednih žarulja, podloge na bazi aluminija naširoko se koriste u LED svjetlima.
Vrijeme objave: 9. kolovoza 2023
