پیدا کردن یک قابل اعتماد آلومینیوم PCB و وینیل استر

اگر می‌خواهید از پروژه‌های الکترونیکی خود نهایت استفاده را ببرید، پیدا کردن یک سازنده PCB قابل اعتماد ضروری است. اینها شرکت‌هایی هستند که می‌توانند در همه چیز، از ایجاد یک نمونه اولیه PCB گرفته تا مونتاژ بردهای مدار، به شما کمک کنند. این شرکت‌ها می‌توانند با شما همکاری کنند تا مطمئن شوند که پروژه شما به موقع و به بهترین شکل ممکن انجام می‌شود. این شامل فناوری پیشرفته‌ای است که توسط تولیدکنندگان برد مدار برای ایجاد PCB با مشخصات دقیق شما استفاده می‌شود.

در میان انواع مختلف بردهای مدار چاپی، زیرلایه‌های آلومینیومی به دلیل دفع حرارت عالی و پایداری مکانیکی، به ویژه مورد توجه هستند و همین امر آنها را برای دستگاه‌های پرقدرت و کاربردهای LED ایده‌آل می‌کند. در ادامه، نگاهی دقیق‌تر به زیرلایه‌های آلومینیومی می‌اندازیم. قبل از بررسی عمیق PCBهای آلومینیومی، باید درک اولیه‌ای از PCBهای هسته فلزی داشته باشیم.

بردهای مدار چاپی با هسته فلزی چیستند؟

بردهای مدار چاپی هسته فلزی که به عنوان بردهای مدار چاپی حرارتی نیز شناخته می‌شوند، بسته به مواد مورد استفاده، برای تحمل دماهای تا ۱۳۰ تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد ساخته شده‌اند. آنها از نظر حرارتی نسبت به زیرلایه‌های سنتی FR-130 کارآمدتر هستند و سرعت خنک شدن سریع‌تری را ارائه می‌دهند. آنها همچنین رسانایی حرارتی بالاتری دارند و برای کاربردهای دمای بالا مناسب‌تر هستند.

بردهای مدار چاپی با هسته فلزی معمولاً در کاربردهایی که گرمای زیادی تولید می‌کنند، استفاده می‌شوند. آن‌ها به ویژه در کاربردهای هوافضا مفید هستند. قابلیت‌های حرارتی آن‌ها به آن‌ها اجازه می‌دهد تا گرما را به طور مؤثر دفع کنند و از ایجاد نقاط داغ در نزدیکی اجزای فعال جلوگیری کنند. بردهای مدار چاپی با هسته فلزی معمولاً با استفاده از زیرلایه آلومینیومی ساخته می‌شوند، اگرچه مس و فولاد نیز برای کاربردهای خاص استفاده می‌شوند. دلیل این امر این است که آلومینیوم ماده‌ای غیرسمی است که رسانایی حرارتی بالایی دارد. همچنین قابل بازیافت است.

PCB آلومینیومی چیست؟

برد مدار چاپی آلومینیومی که با نام‌های برد مدار چاپی با هسته فلزی یا برد مدار چاپی با هسته آلومینیومی نیز شناخته می‌شود، یک برد مدار چاپی با زیرلایه آلومینیومی است. برخلاف بردهای فایبرگلاس سنتی FR4، این ماده مبتنی بر آلومینیوم رسانایی حرارتی خوبی دارد و می‌تواند به طور موثر گرما را از اجزای کلیدی دور کند و در نتیجه پایداری و دوام برد مدار چاپی را در محیط‌های با توان و دمای بالا بهبود بخشد. بردهای مدار چاپی آلومینیومی به طور گسترده در زمینه‌هایی با الزامات مدیریت حرارتی بالا مانند روشنایی LED، ماژول‌های برق و الکترونیک خودرو استفاده می‌شوند. زیرلایه‌های آلومینیومی الزامات بالایی برای روش‌های ذخیره‌سازی دارند: باید در یک محیط خشک و با دمای ثابت نگهداری شوند و با بسته‌بندی وکیوم ضد الکتریسیته ساکن آب‌بندی شوند تا از اکسیداسیون سطح مس و تخریب عملکرد برد مدار چاپی آلومینیومی قبل از SMT جلوگیری شود.

درباره PCBasic

زمان در پروژه‌های شما حکم پول را دارد – و PCBasic آن را دریافت می کند. PCBasic هست شرکت مونتاژ pcb که هر بار نتایج سریع و بی‌نقصی ارائه می‌دهد. خدمات جامع ما خدمات مونتاژ PCB شامل پشتیبانی مهندسی متخصص در هر مرحله، تضمین کیفیت برتر در هر تخته. به عنوان یک پیشرو سازنده مونتاژ PCB, ما یک راهکار جامع ارائه می‌دهیم که زنجیره تأمین شما را ساده می‌کند. با تیم پیشرفته ما همکاری کنید کارخانه نمونه اولیه PCB برای تحویل سریع و نتایج عالی که می‌توانید به آنها اعتماد کنید.

چرا از آلومینیوم در بردهای مدار چاپی استفاده می‌شود؟

دلیل اصلی استفاده از آلومینیوم در بردهای مدار، عملکرد عالی آن در دفع حرارت است. از آنجا که بردهای مدار در حین کار گرمای زیادی تولید می‌کنند، اگر گرما به موقع دفع نشود، ممکن است باعث آسیب به قطعات یا کاهش عمر مفید دستگاه شود. و زیرلایه‌های آلومینیومی سبک وزن هستند و برای کاربردهای حساس به وزن مانند خودرو و هوانوردی نسبت به مواد مبتنی بر مس مناسب‌ترند. علاوه بر این، آلومینیوم هزینه کمی دارد و قابلیت بازیافت بالایی دارد که آن را نسبت به سایر زیرلایه‌های فلزی مقرون به صرفه‌تر می‌کند. بنابراین، بسیاری از صنایع برای حل مشکلات مدیریت حرارتی به استفاده از PCB های روکش‌دار آلومینیومی یا PCB های با پشت آلومینیومی روی آورده‌اند.

چگونه ضخامت لایه آلومینیوم را محاسبه کنیم؟

هنگام طراحی یک مجموعه PCB آلومینیومی، انتخاب صحیح ضخامت لایه آلومینیوم بسیار مهم است. تولیدکنندگان PCB آلومینیومی معمولاً ضخامت پایه آلومینیومی را از 0.8 میلی‌متر تا 3.0 میلی‌متر و ضخامت لایه مس را از 1 اونس تا 3 اونس ارائه می‌دهند. ضخامت خاص باید بر اساس بار فعلی و الزامات اتلاف گرما تعیین شود.

اگرچه هیچ فرمول جهانی برای اندازه‌گیری ضخامت لایه آلومینیوم وجود ندارد، اما انتخاب ضخامت لایه آلومینیوم می‌تواند به ابعاد زیر اشاره داشته باشد:

1. الزامات اتلاف حرارت

برای تخمین از فرمول مقاومت حرارتی استفاده کنید:

Rθ = t / (k × A)

جایی که:

Rθ = مقاومت حرارتی (℃/W)

t = ضخامت لایه آلومینیوم (میلی‌متر)، t = Rθ × k × A

k = رسانایی گرمایی آلومینیوم (معمولاً 200 وات بر متر مکعب در کلوین)

A = مساحت صفحه آلومینیومی (متر مربع) 

2. استحکام مکانیکی

برای بردهای مدار چاپی بزرگتر یا کاربردهایی که به استحکام ساختاری بالاتری نیاز دارند (مانند خودروها و کنترل صنعتی)، توصیه می‌شود از یک لایه آلومینیومی ضخیم‌تر (مانند 2.0 میلی‌متر تا 3.0 میلی‌متر) استفاده شود.

۳. الزامات ضخامت تخته نهایی

اگر ضخامت کل برد محدود باشد (مانند ۱.۶ میلی‌متر یا ۲.۴ میلی‌متر)، ضخامت لایه مس و لایه عایق باید از ضخامت کل کم شود تا حداکثر ضخامت موجود لایه آلومینیوم تعیین شود.

اگر به نمونه‌سازی اولیه PCB آلومینیومی نیاز دارید، توصیه می‌شود برای مشاوره شبیه‌سازی حرارتی با یک سازنده PCB با هسته فلزی باتجربه (Metal Core PCB Manufacturer) - مانند PCBasic - مشورت کنید.

ساختار PCB آلومینیومی

ساختار PCB آلومینیومی منحصر به فرد است که می‌تواند ظرفیت دفع حرارت و پایداری مکانیکی را تا حد زیادی افزایش دهد. در مقایسه با برد سنتی FR4، زیرلایه آلومینیومی رسانایی حرارتی بهتری دارد و به ویژه برای سناریوهای کاربردی با توان بالا مناسب است.

ساختار معمول یک aبرد PCB آلومینیومی شامل موارد زیر است:

لایه مدار: یک لایه مسی که برای تشکیل اتصالات الکتریکی استفاده می‌شود، معمولاً با ضخامت مس از ۱ اونس تا ۳ اونس، بسته به الزامات طراحی.

لایه عایق: یک لایه میانی با رسانایی حرارتی بالا و عملکرد عایق الکتریکی عالی، که کلید هدایت گرما به هسته آلومینیومی است.

لایه هسته آلومینیومی: PCB پایه آلومینیومی ضخیم، کانال‌های اتلاف حرارت عالی و پشتیبانی مکانیکی را فراهم می‌کند.

لایه محافظ پشتی (اختیاری): برخی از بردهای مدار چاپی با پشت آلومینیومی با یک لایه محافظ پوشانده شده‌اند تا از اکسیداسیون جلوگیری کرده و دوام را افزایش دهند.

هنگام طراحی ساختار PCB آلومینیومی، لازم است مشخصات لمینت‌های روکش مس پایه آلومینیومی را درک کنید. این لمینت‌های روکش مس به طور خاص برای عملکرد حرارتی بالا طراحی شده‌اند، به طوری که رسانایی حرارتی لایه عایق معمولاً از 1W/mK تا 3W/mK متغیر است. در فرآیند تولید PCB آلومینیومی، پارامترهایی مانند ضخامت، عملیات سطحی و عملکرد ولتاژ قابل تحمل، مستقیماً بر عملکرد حرارتی و پایداری برد نهایی تأثیر می‌گذارند.

انواع PCB آلومینیومی

برای پاسخگویی به نیازهای کاربردهای مختلف، انواع مختلفی از PCB های آلومینیومی وجود دارد:

PCB آلومینیومی تک لایه

یک PCB آلومینیومی تک لایه از یک لایه فویل مسی رسانا، یک لایه عایق میانی و یک لایه زیرین آلومینیومی تشکیل شده است. لایه مسی آن معمولاً در بالا قرار دارد و مستقیماً به مدار خارجی متصل است و در پشت آن یک صفحه پایه اتلاف حرارت آلومینیومی قرار دارد. ساختار بردهای PCB آلومینیومی تک لایه ساده، هزینه تولید پایین و فرآیند تولید بالغ است. این محصول عمدتاً برای محصولاتی با تولید حرارت متوسط، نیازهای اتلاف حرارت آشکار، اما طراحی مدار نسبتاً ساده استفاده می‌شود.

بردهای مدار چاپی آلومینیومی چرخه تولید کوتاهی دارند، هزینه کمی دارند و قابلیت اطمینان بالایی دارند. با این حال، نمی‌توانند سیم‌کشی پیچیده یا ادغام چند منظوره را پشتیبانی کنند و به طراحی مدار ساده محدود می‌شوند. کاربردهای معمول برد مدار چاپی آلومینیومی عبارتند از: چراغ‌های خیابانی LED، ماژول‌های LED، ماژول‌های برق کوچک، بردهای تقویت‌کننده توان صوتی و غیره.

PCB آلومینیومی دو لایه

برد مدار چاپی آلومینیومی دو لایه دارای دو لایه مسی رسانا در بالا و پایین است که یک لایه عایق در بین آنها قرار دارد. این برد از طریق سوراخ‌های آبکاری شده (PTH) به اتصال دو لایه دست می‌یابد. در زیر آن هنوز یک ماده پایه آلومینیومی وجود دارد که اتلاف گرما و پشتیبانی را فراهم می‌کند.

بردهای مدار چاپی آلومینیومی دو لایه از طرح‌بندی‌های مدار پیچیده‌تر، مانند مسیریابی متقاطع و طرح‌بندی‌های اجزای بیشتر، پشتیبانی می‌کنند. این بردها هم عملکرد دفع حرارت و هم تعادل خوبی در عملکرد الکتریکی دارند. بردهای مدار چاپی آلومینیومی دو لایه آزادی طراحی بالاتری ارائه می‌دهند، فرآیندهای تولید پیچیده‌تری دارند، برای کاربردهای پیچیده‌تر مناسب هستند و هزینه تولید بالاتری نسبت به زیرلایه‌های آلومینیومی یک طرفه دارند. کاربردهای معمول عبارتند از: ماژول‌های برق با پیچیدگی متوسط، الکترونیک خودرو، بردهای کنترل ابزار برقی و غیره.

PCB آلومینیومی چند لایه

بردهای مدار چاپی آلومینیومی چند لایه از سه یا چند لایه مس، لایه‌های عایق و لایه‌های زیرین آلومینیومی که چندین بار روی هم قرار گرفته‌اند، تشکیل شده‌اند. معمولاً یک یا چند لایه از مواد پایه آلومینیومی در وسط وجود دارد. برخی از طرح‌ها همچنین از مواد کامپوزیتی به عنوان هسته مرکزی اتلاف گرما استفاده می‌کنند. اتصال بین لایه‌ها باید از طریق تکنیک‌های پیچیده لمینت و سوراخ فلزی انجام شود.

بردهای مدار چاپی آلومینیومی چند لایه برای سیستم‌هایی با یکپارچگی عملکردی بالا، سیم‌کشی با چگالی بالا، ظرفیت حمل جریان بالا و شدت گرمای بالا مناسب هستند. این بردها قدرتمند هستند و می‌توانند الزامات یکپارچگی سیستم سطح بالاتر و اتلاف گرما را برآورده کنند. با این حال، تولید آنها دشوار است، چرخه تولید طولانی و هزینه‌های بالایی دارند.

PCB آلومینیومی انعطاف پذیر

برد مدار چاپی آلومینیومی انعطاف‌پذیر، ترکیبی از طراحی مدارهای انعطاف‌پذیر محلی (مانند FPC) و زیرلایه‌های آلومینیومی است. بخش انعطاف‌پذیر آن از مواد انعطاف‌پذیری مانند پلی‌آمید ساخته شده است که می‌تواند در محدوده محدودی خم شود. بخش صلب، ساختاری مبتنی بر آلومینیوم دارد که اتلاف گرما و پشتیبانی مکانیکی را فراهم می‌کند.

بردهای مدار چاپی آلومینیومی انعطاف‌پذیر به ویژه برای دستگاه‌های جمع و جوری که نیاز به انعطاف‌پذیری مکانی دارند اما الزامات بالایی برای مدیریت حرارتی دارند، مناسب هستند. برد مدار چاپی آلومینیومی انعطاف‌پذیر دارای ساختار خم‌شونده است. می‌تواند خم شود و گرما را دفع کند و مزایای هر دو ماده را با هم ترکیب کند. معمولاً در دستگاه‌های پزشکی قابل حمل، دستگاه‌های پوشیدنی هوشمند، ماژول‌های میکرو روشنایی، قطعات الکترونیکی هوافضا و غیره استفاده می‌شود.

مزایای PCB های آلومینیومی

برجسته‌ترین مزیت بردهای مدار چاپی آلومینیومی، عملکرد عالی آنها در دفع حرارت است. لایه پایه آلومینیومی می‌تواند به سرعت گرما را هدایت کند، که به ویژه برای زمینه‌هایی مانند روشنایی LED، مبدل‌های برق و سیستم‌های خودرو که نیازهای بسیار بالایی برای کنترل افزایش دما دارند، مناسب است. بردهای مدار چاپی آلومینیومی علاوه بر عملکرد حرارتی، از پایداری مکانیکی عالی نیز برخوردارند. ساختار هسته فلزی آن در مقایسه با بردهای فایبرگلاس سنتی، در برابر لرزش، ضربه و تغییرات دما مقاوم‌تر است. 

علاوه بر این، یکی از ویژگی‌های قابل توجه PCB های با زیرلایه آلومینیومی، طراحی سبک آنهاست - اگرچه از فلز ساخته شده است، اما وزن کلی آن کمتر از سایر گزینه‌های زیرلایه فلزی است و آن را برای استفاده در سناریوهایی که نیاز به اتلاف گرما و کاهش وزن دارند، مناسب می‌کند. مهمتر از همه، مواد آلومینیومی قابل بازیافت هستند و این امر باعث می‌شود که زیرلایه‌های آلومینیومی نسبت به سایر انواع PCB سازگارتر با محیط زیست باشند، که مطابق با روند توسعه فعلی تولید سبز است.

عملکرد PCB های آلومینیومی

عملکرد PCB های آلومینیومی به خواص مدیریت حرارتی آنها بستگی دارد. در کاربردهای پرقدرت، گرما می‌تواند برای قطعات و مدارهای الکترونیکی مشکلاتی ایجاد کند، پیری قطعات را تسریع کند و باعث تخریب کلی عملکرد سیستم شود. در بدترین حالت، حتی می‌تواند باعث از کار افتادن کل سیستم شود. در حالی که زیرلایه‌های آلومینیومی اغلب می‌توانند این مشکلات را حل کنند زیرا می‌توانند گرمای بیشتری نسبت به زیرلایه‌های فایبرگلاس جذب کنند.

علاوه بر این، زیرلایه‌های آلومینیومی دارای خواص مکانیکی برتر هستند که می‌توانند خواص فیزیکی و سازگاری محیطی مدارهای چاپی را افزایش دهند. این امر برای کاربردهایی که مستعد لرزش و تغییرات دما هستند، مانند الکترونیک خودرو، بسیار مفید است.

از دیدگاه الکتریکی، بردهای مدار چاپی آلومینیومی دارای یک لایه رسانا از جنس مس برای انتقال سیگنال و یک لایه دی‌الکتریک برای جلوگیری از اتصال کوتاه هستند. در مجموع، زیرلایه‌های آلومینیومی یک ماده کامپوزیت ترموالکتریک عالی با خواص مکانیکی قوی هستند که به آنها امکان مقاومت در برابر دوام بالا را می‌دهد.

PCBasic's تولید PCB آلومینیومی

PCBasic، به عنوان یک تولیدکننده پیشرو PCB با هسته فلزی، بر ارائه خدمات تولید PCB آلومینیومی با کیفیت بالا برای رفع نیازهای متنوع مشتریان در صنایع مختلف تمرکز دارد.

خدمات زیرلایه آلومینیومی PCBasic شامل موارد زیر است:

• نمونه سازی سریع PCB آلومینیومی

• تولید بردهای مدار چاپی آلومینیومی با ضخامت‌ها و فرآیندهای مختلف عملیات سطحی

• پشتیبانی از تولید در دسته‌های کوچک یا دسته‌های بزرگ، بدون محدودیت حداقل مقدار سفارش

• راهکارهای جامع، شامل تولید برد مدار چاپی، تهیه قطعات، مونتاژ و آزمایش

چه برای توسعه محصولات LED نوآورانه به بردهای PCB آلومینیومی نیاز داشته باشید و چه برای تجهیزات صنعتی پیچیده به بردهای PCB با هسته آلومینیومی، PCBasic می‌تواند پشتیبانی تحویل انعطاف‌پذیر و قابل اعتمادی ارائه دهد.

به عنوان یک تامین کننده قابل اعتماد PCB آلومینیومی، خدمات PCBasic زمینه های مختلفی مانند خودرو، انرژی های نو، الکترونیک پزشکی و لوازم الکترونیکی مصرفی را پوشش می دهد و به مشتریان کمک می کند تا با موفقیت بازار را به دست آورند.

نتیجه

تقاضای مداوم برای قابلیت اطمینان، مدیریت حرارتی و عملکرد بالا، رشد سریع بازار زیرلایه‌های آلومینیومی را به دنبال دارد. زیرلایه‌های آلومینیومی با ساختار مستحکم، انواع متنوع و طیف وسیعی از کاربردها، صنایع مختلفی را که نیاز به دفع حرارت عالی و دوام دارند، متحول می‌کنند.

با بهره‌گیری از تخصص PCBasic، می‌توانید از سرعت بیشتر در انجام پروژه و قابلیت اطمینان برتر محصول اطمینان حاصل کنید. با انتخاب همکاری با یک تولیدکننده باتجربه PCB زیرلایه آلومینیومی مانند PCBasic، شرکت‌ها می‌توانند سرعت نوآوری را افزایش دهند، کیفیت محصول را بهبود بخشند و در بازار رقابتی فزاینده، مزیت کسب کنند. در مورد خدمات نمونه‌سازی PCB آلومینیومی PCBasic اطلاعات کسب کنید و به ما اجازه دهید به محصول شما کمک کنیم تا سریع‌تر به موفقیت دست یابد!