Prvi del: Kaj je aluminij PCB?
Aluminijasta podlaga je vrsta kovinske plošče, prevlečene z bakrom, z odlično funkcijo odvajanja toplote.Na splošno je enostranska plošča sestavljena iz treh plasti: plasti vezja (bakrena folija), izolacijske plasti in kovinske osnovne plasti.Za vrhunske aplikacije so na voljo tudi dvostranske izvedbe s strukturo plasti vezja, izolacijske plasti, aluminijaste podlage, izolacijske plasti in plasti vezja.Majhno število aplikacij vključuje večslojne plošče, ki jih je mogoče ustvariti z lepljenjem običajnih večslojnih plošč z izolacijskimi plastmi in aluminijastimi podlagami.
Enostranski aluminijasti substrat: sestavljen je iz ene plasti prevodnega vzorčnega sloja, izolacijskega materiala in aluminijaste plošče (substrat).
Dvostranski aluminijasti substrat: vključuje dve plasti prevodnih plasti vzorca, izolacijski material in aluminijasto ploščo (substrat), zložene skupaj.
Večslojno tiskano aluminijasto vezje: To je tiskano vezje, izdelano s laminiranjem in lepljenjem treh ali več plasti prevodnih vzorčnih plasti, izolacijskega materiala in aluminijaste plošče (podlage).
Razdeljeno po metodah površinske obdelave:
Pozlačena plošča (kemično tanko zlato, kemično debelo zlato, selektivno pozlačenje)
Drugi del: Načelo delovanja aluminijastega substrata
Napajalne naprave so površinsko nameščene na plasti vezja.Toplota, ki jo naprave ustvarijo med delovanjem, se hitro prevede skozi izolacijsko plast do kovinske osnovne plasti, ki nato odvaja toploto in tako doseže odvajanje toplote za naprave.
V primerjavi s tradicionalnim FR-4 lahko aluminijasti substrati zmanjšajo toplotni upor, zaradi česar so odlični prevodniki toplote.V primerjavi z debeloslojnimi keramičnimi vezji imajo tudi boljše mehanske lastnosti.
Poleg tega imajo aluminijasti substrati naslednje edinstvene prednosti:
- Skladnost z zahtevami RoHs
- Boljša prilagodljivost procesom SMT
- Učinkovito ravnanje s toplotno difuzijo v načrtovanju vezja za zmanjšanje delovne temperature modula, podaljšanje življenjske dobe, povečanje gostote moči in zanesljivosti
- Zmanjšanje montaže hladilnih teles in druge strojne opreme, vključno z materiali termičnega vmesnika, kar ima za posledico manjšo količino izdelka in nižje stroške strojne opreme in montaže ter optimalno kombinacijo napajalnih in krmilnih vezij
- Zamenjava krhkih keramičnih podlag za izboljšano mehansko vzdržljivost
Tretji del: Sestava aluminijastih substratov
1. Plast vezja
Plast vezja (običajno z uporabo elektrolitske bakrene folije) je jedkana, da se oblikujejo tiskana vezja, ki se uporabljajo za sestavljanje komponent in povezave.V primerjavi s tradicionalnim FR-4 lahko aluminijasti substrati z enako debelino in širino črte prenašajo višje tokove.
2. Izolacijski sloj
Izolacijski sloj je ključna tehnologija v aluminijastih substratih, ki služi predvsem za oprijem, izolacijo in toplotno prevodnost.Izolacijska plast aluminijastih substratov je najpomembnejša toplotna pregrada v strukturah močnostnih modulov.Boljša toplotna prevodnost izolacijskega sloja olajša difuzijo toplote, ki nastaja med delovanjem naprave, kar vodi do nižjih delovnih temperatur, povečane obremenitve modula, zmanjšane velikosti, podaljšane življenjske dobe in večje izhodne moči.
3. Kovinska osnovna plast
Izbira kovine za izolacijsko kovinsko podlago je odvisna od celovitih premislekov dejavnikov, kot so koeficient toplotne razteznosti kovinske podlage, toplotna prevodnost, trdnost, trdota, teža, stanje površine in cena.
Četrti del: Razlogi za izbiro aluminijastih substratov
1. Odvajanje toplote
Veliko dvostranskih in večslojnih plošč ima visoko gostoto in moč, zaradi česar je odvajanje toplote zahtevno.Običajni substratni materiali, kot sta FR4 in CEM3, so slabi prevodniki toplote in imajo medplastno izolacijo, kar vodi do neustreznega odvajanja toplote.Aluminijasti substrati rešujejo to težavo z odvajanjem toplote.
2. Toplotna ekspanzija
Toplotno raztezanje in krčenje sta neločljivo povezana z materiali, različne snovi pa imajo različne koeficiente toplotnega raztezanja.Tiskane plošče na osnovi aluminija učinkovito rešujejo težave z odvajanjem toplote, lajšajo problem toplotnega raztezanja različnih materialov na komponentah plošče, izboljšujejo splošno vzdržljivost in zanesljivost, zlasti pri aplikacijah SMT (tehnologija površinske montaže).
3. Dimenzijska stabilnost
Tiskane plošče na osnovi aluminija so v primerjavi s tiskanimi ploščami iz izolacijskega materiala dimenzijsko opazno stabilnejše.Dimenzijska sprememba tiskanih plošč na osnovi aluminija ali plošč z aluminijastim jedrom, segretih s 30 °C na 140-150 °C, je 2,5-3,0 %.
4. Drugi razlogi
Tiskane plošče na osnovi aluminija imajo zaščitne učinke, nadomeščajo krhke keramične podlage, primerne so za tehnologijo površinske montaže, zmanjšujejo učinkovito površino tiskanih plošč, nadomeščajo sestavne dele, kot so hladilna telesa, za izboljšanje toplotne odpornosti in fizikalnih lastnosti izdelka ter zmanjšujejo proizvodne stroške in delo.
Peti del: Uporaba aluminijastih substratov
1. Avdio oprema: vhodno/izhodni ojačevalniki, uravnoteženi ojačevalniki, avdio ojačevalniki, predojačevalniki, močnostni ojačevalniki itd.
2. Napajalna oprema: stikalni regulatorji, DC/AC pretvorniki, SW regulatorji itd.
3. Komunikacijska elektronska oprema: visokofrekvenčni ojačevalniki, filtrirne naprave, prenosna vezja itd.
4. Oprema za pisarniško avtomatizacijo: gonilniki električnih motorjev itd.
5. Avtomobilizem: elektronski regulatorji, sistemi za vžig, krmilniki moči itd.
6. Računalniki: CPU plošče, disketni pogoni, napajalne enote itd.
7. Napajalni moduli: pretvorniki, polprevodniški releji, usmerniški mostovi itd.
8. Svetlobna telesa: S promocijo energetsko varčnih sijalk se podlage na osnovi aluminija pogosto uporabljajo v LED lučeh.
Čas objave: 9. avgusta 2023
