Часть первая: Что такое алюминиевая печатная плата?
Алюминиевая подложка представляет собой разновидность металлической платы с медным покрытием, обладающей отличными характеристиками рассеивания тепла.Обычно односторонняя плата состоит из трех слоев: слоя схемы (медная фольга), изолирующего слоя и металлического базового слоя.Для высокопроизводительных приложений существуют также двусторонние конструкции со структурой слоя схемы, изолирующего слоя, алюминиевого основания, изолирующего слоя и слоя схемы.В небольшом количестве применений используются многослойные платы, которые можно создать путем склеивания обычных многослойных плат с изоляционными слоями и алюминиевым основанием.
Односторонняя алюминиевая подложка: состоит из одного слоя проводящего рисунка, изоляционного материала и алюминиевой пластины (подложки).
Двусторонняя алюминиевая подложка: состоит из двух слоев проводящего рисунка, изоляционного материала и алюминиевой пластины (подложки), сложенных вместе.
Многослойная печатная алюминиевая плата: это печатная плата, изготовленная путем ламинирования и склеивания трех или более слоев проводящих слоев рисунка, изоляционного материала и алюминиевой пластины (подложки) вместе.
Разделяется по способам обработки поверхности:
Позолоченная доска (Химическое тонкое золото, Химическое толстое золото, Выборочное золочение)
Часть вторая: Принцип работы алюминиевой подложки
Силовые устройства монтируются на поверхности схемы.Тепло, выделяемое устройствами во время работы, быстро передается через изоляционный слой к металлическому основному слою, который затем рассеивает тепло, обеспечивая отвод тепла для устройств.
По сравнению с традиционным FR-4, алюминиевые подложки могут минимизировать термическое сопротивление, что делает их отличными проводниками тепла.По сравнению с толстопленочными керамическими схемами они также обладают превосходными механическими свойствами.
Кроме того, алюминиевые подложки обладают следующими уникальными преимуществами:
- Соответствие требованиям RoHS.
- Лучшая адаптируемость к процессам SMT
- Эффективное управление термодиффузией в схемотехнике для снижения рабочей температуры модуля, продления срока службы, повышения удельной мощности и надежности.
- Сокращение объема сборки радиаторов и другого оборудования, включая материалы термоинтерфейса, что приводит к меньшему объему продукции и снижению затрат на оборудование и сборку, а также к оптимальному сочетанию цепей питания и управления.
- Замена хрупких керамических подложек для повышения механической прочности.
Часть третья: Состав алюминиевых подложек
1. Слой схемы
Слой схемы (обычно с использованием электролитической медной фольги) травится для формирования печатных плат, используемых для сборки и соединений компонентов.По сравнению с традиционным FR-4, при той же толщине и ширине линии, алюминиевые подложки могут выдерживать более высокие токи.
2. Изоляционный слой
Изоляционный слой является ключевой технологией в алюминиевых подложках, служащей в первую очередь для адгезии, изоляции и теплопроводности.Изоляционный слой алюминиевых подложек является наиболее существенным тепловым барьером в конструкциях силовых модулей.Лучшая теплопроводность изолирующего слоя способствует диффузии тепла, образующегося во время работы устройства, что приводит к снижению рабочих температур, увеличению силовой нагрузки модуля, уменьшению размеров, увеличению срока службы и повышению выходной мощности.
3. Металлический базовый слой
Выбор металла для изолирующего металлического основания зависит от всестороннего рассмотрения таких факторов, как коэффициент теплового расширения металлического основания, теплопроводность, прочность, твердость, вес, состояние поверхности и стоимость.
Часть четвертая: Причины выбора алюминиевых подложек
1. Тепловыделение
Многие двусторонние и многослойные платы имеют высокую плотность и мощность, что затрудняет отвод тепла.Обычные материалы подложек, такие как FR4 и CEM3, плохо проводят тепло и имеют межслойную изоляцию, что приводит к недостаточному рассеиванию тепла.Алюминиевые подложки решают эту проблему рассеивания тепла.
2. Тепловое расширение
Тепловое расширение и сжатие присущи материалам, а разные вещества имеют разные коэффициенты теплового расширения.Печатные платы на основе алюминия эффективно решают проблемы рассеивания тепла, облегчая проблему теплового расширения различных материалов на компонентах платы, повышая общую долговечность и надежность, особенно в приложениях SMT (технология поверхностного монтажа).
3. Стабильность размеров
Печатные платы на основе алюминия значительно более стабильны по размерам по сравнению с печатными платами из изолированных материалов.Изменение размеров печатных плат на основе алюминия или плат с алюминиевой сердцевиной, нагретых от 30°С до 140-150°С, составляет 2,5-3,0%.
4. Другие причины
Печатные платы на основе алюминия обладают экранирующим эффектом, заменяют хрупкие керамические подложки, подходят для технологии поверхностного монтажа, уменьшают эффективную площадь печатных плат, заменяют такие компоненты, как радиаторы, для повышения термостойкости и физических свойств продукта, а также снижения производственных затрат и трудозатрат.
Часть пятая: Применение алюминиевых подложек
1. Аудиооборудование: усилители ввода/вывода, балансные усилители, усилители звука, предварительные усилители, усилители мощности и т. д.
2. Силовое оборудование: импульсные регуляторы, преобразователи постоянного/переменного тока, программные регуляторы и т. д.
3. Электронное оборудование связи: высокочастотные усилители, фильтрующие устройства, схемы передачи и т. д.
4. Оборудование для автоматизации делопроизводства: драйверы электродвигателей и т. д.
5. Автомобильная промышленность: электронные регуляторы, системы зажигания, контроллеры мощности и т. д.
6. Компьютеры: платы ЦП, дисководы гибких дисков, блоки питания и т. д.
7. Силовые модули: инверторы, полупроводниковые реле, выпрямительные мосты и т. д.
8. Светильники. С продвижением энергосберегающих ламп в светодиодных светильниках широко используются подложки на основе алюминия.
Время публикации: 09 августа 2023 г.
