Что такое алюминиевые PCB?
Алюминиевая печатная плата — это плата с металлическим основанием (обычно алюминиевым), которое поддерживает слой медной цепи. Такая конструкция обеспечивает лучшее рассеивание тепла по сравнению с платами без металлического основания, что делает её идеальной для систем LED-освещения, энергетического оборудования и автомобильных приложений.
Структура алюминиевых PCB
Алюминиевая печатная плата, или печатная плата с металлическим основанием (MCPCB), состоит из нескольких слоев, каждый из которых выполняет свою функцию. Вот разбивка этих слоев:
- Структура алюминиевых PCB
- Алюминиевая печатная плата, или печатная плата с металлическим основанием (MCPCB), состоит из нескольких слоев, каждый из которых выполняет свою функцию. Вот разбивка этих слоев:
Преимущества алюминиевых PCB
Алюминиевые PCB предлагают несколько преимуществ по сравнению с традиционными PCB, делая их популярным выбором для определенных приложений.
- Превосходное рассеивание тепла: Главное достоинство алюминиевых PCB — это их способность эффективно рассеивать тепло. Алюминий отлично проводит тепло, поэтому эти платы могут выдерживать большее количество ватт, что увеличивает продолжительность службы и надежность устройств.
- Прочность и надежность: Алюминий известен своей прочностью и твердостью, что обеспечивает большую физическую стабильность для PCB. Это делает алюминиевые PCB идеальным выбором для приложений в суровых условиях.
- Стоимостная эффективность: Хотя алюминиевые PCB обычно дороже стандартных стекловолоконных PCB, в долгосрочной перспективе они могут быть более экономичными благодаря их долговечности и прочности.
Типы алюминиевых PCB
Алюминиевые PCB, необходимые для управления теплом в электронных цепях, представлены несколькими типами, чтобы соответствовать различным потребностям приложений. Вот основные типы:
- Многослойные алюминиевые PCB: Они состоят из нескольких слоев, содержащих теплопроводные диэлектрики. Конструкторы могут встраивать несколько слоев цепей в эти диэлектрики и использовать специализированные переходные отверстия для их соединения. Хотя они эффективны во многих аспектах, они не лучшие в передаче тепла.
- Гибкие алюминиевые PCB: Эти платы изготавливаются из гибкого типа алюминия, например, сплава 5754, и используют инновационные гибкие диэлектрики, состоящие из смеси полиимидной смолы и керамических наполнителей. Это сочетание обеспечивает отличную электрическую изоляцию и теплопроводность. Плату можно согнуть во время установки, но она не предназначена для постоянного изгиба.
- Алюминиевые PCB с отверстиями: В этих сложных платах заранее просверливаются отверстия в алюминиевом основании и заполняются диэлектрическим материалом для создания ядра. Это позволяет ламинировать тепловые материалы и другие слои PCB с обеих сторон алюминиевого основания. После ламинирования дополнительное сверление выполняется аналогично традиционным многослойным PCB, с отверстиями, проходящими через слои алюминия. Этот тип является наиболее сложным с точки зрения конструкции.
- Гибридные алюминиевые PCB: Они сочетают в себе нагревательные материалы и алюминий. Производители обрабатывают нагревательную часть отдельно, а затем прикрепляют её к алюминиевому основанию с помощью теплопроводных материалов. Например, накладывание традиционной FR-4 PCB на алюминиевую базу улучшает как рассеивание тепла, так и структурную прочность платы.
Какова теплопроводность алюминиевых PCB?
Алюминий является популярным выбором для PCB из-за его высокой теплопроводности, что означает быстрое отвод тепла от чувствительных компонентов. Теплопроводность алюминия, используемого в PCB, может варьироваться от 1 Вт/мК до 3 Вт/мК в зависимости от типа алюминия и способа его изготовления. Чистый алюминий имеет теплопроводность около 235 Вт/мК, что значительно выше, чем у используемых в PCB сплавов.
Какова толщина алюминиевых PCB?
Алюминиевые PCB могут быть изготовлены разной толщины в зависимости от приложения. Само алюминиевое основание может варьироваться от 0,8 мм до 3,0 мм. Однако также доступны варианты более тонких оснований, толщиной до 0,5 мм, и более толстых, до 5 мм. Общая толщина PCB, включая алюминиевую базу, диэлектрический слой и медную фольгу, корректируется в зависимости от тепловых и механических требований приложения. Эта гибкость в толщине позволяет обеспечить лучшую прочность и теплоотвод.
Каковы применения алюминиевых PCB?
Алюминиевые PCB особенно ценятся в приложениях, где важно рассеивание тепла. Вот некоторые из основных областей применения:
- LED освещение: Алюминиевые PCB широко используются в LED-приложениях, потому что они уменьшают тепло, выделяемое светодиодами, тем самым продлевая срок службы светильников.
- Источники питания: Способность алюминиевых PCB выдерживать высокие температуры делает их идеальными для использования в источниках питания, где значительна генерация тепла.
- Автомобильные системы: Алюминиевые PCB используются в автомобильных электронных управлениях, таких как блоки управления двигателями, благодаря их способности выдерживать высокие температуры и обеспечивать надежную работу в жестких условиях.
- Потребительская электроника: Устройства, такие как усилители мощности и аудиооборудование, выигрывают от эффективных свойств рассеивания тепла алюминиевых PCB.
- Компьютерное оборудование: Алюминиевые PCB используются в высокопроизводительных устройствах, таких как платы ЦПУ и питающие устройства, помогая в рассеивании тепла и повышении производительности и срока службы.
- Телекоммуникации: Они используются в электронном оборудовании связи, включая высокочастотные усилители и фильтрующие устройства, где необходима термическая стабильность.
