Het vinden van een Betrouwbaar Aluminium printplaat Fabrikant

Het vinden van een betrouwbare PCB-fabrikant is essentieel als u het maximale uit uw elektronicaprojecten wilt halen. Deze bedrijven kunnen u helpen met alles, van het maken van een prototype PCB tot het assembleren van de printplaten. Deze bedrijven kunnen met u samenwerken om ervoor te zorgen dat uw project op tijd en optimaal wordt afgerond. Dit omvat de geavanceerde technologie die printplaatfabrikanten gebruiken om PCB's te produceren volgens uw exacte specificaties.

Van de vele soorten printplaten zijn aluminium substraten bijzonder populair vanwege hun uitstekende warmteafvoer en mechanische stabiliteit, waardoor ze ideaal zijn voor apparaten met een hoog vermogen en led-toepassingen. Laten we nu eens dieper ingaan op aluminium substraten. Voordat we dieper ingaan op aluminium printplaten, is het belangrijk om een basiskennis te hebben van printplaten met een metalen kern.

Wat zijn Metal Core PCB's?

Metal-core PCB's, ook wel thermische PCB's genoemd, zijn bestand tegen temperaturen tot 130°C–200°C, afhankelijk van de gebruikte materialen. Ze zijn thermisch efficiënter dan traditionele FR-4-substraten en bieden een snellere afkoeling. Ze hebben ook een superieure thermische geleidbaarheid en zijn beter geschikt voor toepassingen met hoge temperaturen.

PCB's met een metalen kern worden vaak gebruikt in toepassingen die veel warmte produceren. Ze zijn met name nuttig in de lucht- en ruimtevaart. Dankzij hun thermische eigenschappen voeren ze warmte efficiënt af, waardoor er geen hotspots in de buurt van actieve componenten ontstaan. PCB's met een metalen kern worden meestal vervaardigd met een aluminium substraat, hoewel koper en staal voor specifieke toepassingen ook worden gebruikt. Dit komt doordat aluminium een niet-giftig materiaal is met een hoge thermische geleidbaarheid. Het is bovendien recyclebaar.

Wat is een aluminium printplaat?

Aluminium PCB's, ook wel bekend als PCB's met een metalen kern of PCB's met een aluminium kern, zijn printplaten met een aluminium substraat. In tegenstelling tot traditionele FR4-glasvezelprintplaten heeft dit materiaal op aluminiumbasis een goede thermische geleidbaarheid en kan het warmte effectief afvoeren van belangrijke componenten. Dit verbetert de stabiliteit en duurzaamheid van de printplaat in omgevingen met een hoog vermogen en hoge temperaturen. Aluminium PCB's worden veel gebruikt in sectoren met hoge eisen aan thermisch beheer, zoals ledverlichting, vermogensmodules en auto-elektronica. Aluminium substraten stellen hoge eisen aan de opslagmethoden: ze moeten worden opgeslagen in een droge omgeving met een constante temperatuur en worden afgesloten met een antistatische vacuümverpakking om oxidatie van het koperoppervlak en prestatievermindering van de aluminium PCB vóór SMT te voorkomen.

Over PCBasic

Tijd is geld in uw projecten – en PCB-basis begrijpt het. PCB-basis is de pcb assemblage bedrijf die elke keer snelle, vlekkeloze resultaten levert. Onze uitgebreide PCB-assemblagediensten bieden deskundige technische ondersteuning bij elke stap, waardoor topkwaliteit in elk bord wordt gegarandeerd. Als toonaangevend Fabrikant van PCB-assemblage, Wij bieden een totaaloplossing die uw toeleveringsketen stroomlijnt. Werk samen met onze geavanceerde PCB-prototypefabriek voor snelle doorlooptijden en superieure resultaten waarop u kunt vertrouwen.

Waarom wordt aluminium gebruikt in printplaten?

De belangrijkste reden waarom aluminium wordt gebruikt in printplaten, is de uitstekende warmteafvoer. Omdat printplaten tijdens gebruik veel warmte genereren, kan een niet-tijdige afvoer van deze warmte leiden tot schade aan componenten of een kortere levensduur van het apparaat. Bovendien zijn aluminium substraten licht van gewicht en daardoor geschikter voor gewichtsgevoelige toepassingen zoals auto's en vliegtuigen dan materialen op koperbasis. Bovendien is aluminium goedkoop en goed recyclebaar, waardoor het kosteneffectiever is dan andere metalen substraten. Daarom zijn veel industrieën overgestapt op het gebruik van aluminium beklede of aluminium ondersteunde printplaten om problemen met thermisch beheer op te lossen.

Hoe bereken je de dikte van een aluminiumlaag?

Bij het ontwerpen van een aluminium PCB-opstelling is het cruciaal om de juiste dikte van de aluminiumlaag te kiezen. Typische fabrikanten van aluminium PCB's leveren meestal aluminium basisdiktes van 0.8 mm tot 3.0 mm en koperlaagdiktes van 1 oz tot 3 oz. De specifieke dikte moet worden bepaald op basis van de huidige belasting en de warmteafvoervereisten.

Hoewel er geen universele formule bestaat om de dikte van de aluminiumlaag te meten, kan de selectie van de dikte van de aluminiumlaag betrekking hebben op de volgende afmetingen:

1. Vereisten voor warmteafvoer

Gebruik de formule voor thermische weerstand om het volgende te schatten:

Rθ = t / (k × A)

Waar:

Rθ = thermische weerstand (℃/W)

t = dikte van de aluminiumlaag (millimeters), t = Rθ × k × A

k = thermische geleidbaarheid van aluminium (meestal 200 W/m·K)

A = oppervlakte van de aluminiumplaat (vierkante meters) 

2. Mechanische sterkte

Voor grotere PCB's of toepassingen met hogere eisen aan de structurele sterkte (zoals auto's en industriële besturingen) wordt aanbevolen om een dikkere aluminiumlaag te gebruiken (bijvoorbeeld 2.0 mm - 3.0 mm).

3. Vereisten voor de dikte van het afgewerkte bord

Als de totale dikte van de gehele plaat beperkt is (bijvoorbeeld 1.6 mm of 2.4 mm), moet de dikte van de koperlaag en de isolatielaag van de totale dikte worden afgetrokken om de maximaal beschikbare dikte van de aluminiumlaag te bepalen.

Als u een prototype van een aluminium PCB nodig hebt, raden we u aan om een ervaren fabrikant van metalen kern-PCB's (Metal Core PCB Manufacturer) te raadplegen, zoals PCBasic, voor advies over thermische simulatie.

Structuur van aluminium PCB

De structuur van aluminium PCB's is uniek, wat de warmteafvoercapaciteit en mechanische stabiliteit aanzienlijk kan verbeteren. Vergeleken met de traditionele FR4-printplaat heeft het aluminium substraat een betere thermische geleidbaarheid en is het bijzonder geschikt voor toepassingen met hoog vermogen.

De typische structuur van een aAluminium PCB-bord omvat:

Circuit laag: Een koperlaag die wordt gebruikt om elektrische verbindingen te vormen, meestal met een koperdikte variërend van 1 oz tot 3 oz, afhankelijk van de ontwerpvereisten.

Isolatielaag: Een tussenlaag met een hoge thermische geleidbaarheid en uitstekende elektrische isolatieprestaties, wat de sleutel is voor de warmtegeleiding naar de aluminiumkern.

Aluminium kernlaag: Verdikte aluminium PCB-basis, die uitstekende warmteafvoerkanalen en mechanische ondersteuning biedt.

Beschermlaag aan de achterzijde (optioneel): Sommige PCB's met aluminium achterkant zijn voorzien van een beschermlaag om oxidatie te voorkomen en de duurzaamheid te verbeteren.

Bij het ontwerpen van een aluminium PCB-structuur is het noodzakelijk om de specificaties van aluminium-gebaseerde koperbeklede laminaten te begrijpen. Deze koperbeklede laminaten zijn speciaal ontworpen voor hoge thermische prestaties, waarbij de thermische geleidbaarheid van de isolatielaag doorgaans varieert van 1 W/mK tot 3 W/mK. Tijdens de productie van aluminium PCB's hebben parameters zoals dikte, oppervlaktebehandeling en spanningsbestendigheid direct invloed op de thermische prestaties en stabiliteit van de uiteindelijke printplaat.

Soorten aluminium PCB's

Om aan de eisen van verschillende toepassingen te voldoen, zijn er verschillende soorten aluminium-PCB's:

Enkellaags aluminium printplaat

Een enkellaags aluminium printplaat bestaat uit een geleidende koperfolielaag, een isolerende mediumlaag en een aluminium substraatlaag. De koperlaag bevindt zich meestal aan de bovenkant en is direct verbonden met het externe circuit, terwijl de achterkant bestaat uit een aluminium warmteafvoerplaat. De structuur van enkellaags aluminium printplaten is eenvoudig, de productiekosten laag en het productieproces is volwassen. Het wordt voornamelijk gebruikt voor producten met een gemiddelde warmteontwikkeling, duidelijke warmteafvoervereisten, maar een relatief eenvoudig circuitontwerp.

Aluminium PCB's hebben een korte productiecyclus, lage kosten en een hoge betrouwbaarheid. Ze zijn echter niet geschikt voor complexe bedrading of multifunctionele integratie en zijn beperkt tot eenvoudig circuitontwerp. Typische toepassingen van aluminium PCB's zijn onder andere: LED-straatverlichting, LED-modules, kleine vermogensmodules, audioversterkerprintplaten, enz.

Dubbellaags aluminium PCB

De dubbellaagse aluminium printplaat heeft twee geleidende koperlagen aan de boven- en onderkant, met daartussen een isolerend medium. Dit zorgt voor een dubbellaagse verbinding via geplateerde gaten (PTH). Daaronder bevindt zich nog steeds een aluminium basismateriaal, dat zorgt voor warmteafvoer en ondersteuning.

Dubbellaagse aluminium PCB's ondersteunen complexere circuitlay-outs, zoals cross-routing en meer componentlay-outs. Ze hebben zowel een warmteafvoerende functie als een goede balans tussen elektrische prestaties. Dubbellaagse aluminium PCB's bieden een grotere ontwerpvrijheid, complexere productieprocessen, zijn geschikt voor complexere toepassingen en hebben hogere productiekosten dan enkelzijdige aluminium substraten. Typische toepassingen zijn onder andere: vermogensmodules met gemiddelde complexiteit, auto-elektronica, besturingsprintplaten voor elektrisch gereedschap, enz.

Meerlaags aluminium printplaat

Meerlaagse aluminium printplaten bestaan uit drie of meer koperlagen, isolatielagen en aluminium substraatlagen die meerdere keren op elkaar zijn gestapeld. Meestal bevinden zich in het midden een of meer lagen aluminium basismaterialen. Sommige ontwerpen gebruiken ook composietmaterialen als centrale warmteafvoerkern. De verbinding tussen de lagen moet worden bereikt door middel van complexe laminatie- en gemetalliseerde gatentechnieken.

Meerlaagse aluminium printplaten zijn geschikt voor systemen met een hoge functionele integratie, bedrading met hoge dichtheid, een hoge stroombelastbaarheid en een hoge warmte-intensiteit. Ze zijn krachtig en voldoen aan de eisen voor systeemintegratie en warmteafvoer op een hoger niveau. Ze zijn echter moeilijk te produceren, hebben een lange productiecyclus en hoge kosten.

Flexibele aluminium PCB

Flexibele aluminium PCB's combineren een hybride ontwerp van lokale flexibele circuits (zoals FPC) en aluminium substraten. Het flexibele deel maakt gebruik van flexibele materialen zoals polyimide, die buiging binnen een beperkt bereik kunnen bereiken. Het stijve deel is een aluminium structuur die warmteafvoer en mechanische ondersteuning biedt.

Flexibele aluminium PCB's zijn bijzonder geschikt voor compacte apparaten die ruimtelijke flexibiliteit vereisen, maar hoge eisen stellen aan thermisch beheer. De flexibele aluminium PCB heeft een buigzame structuur. Hij kan worden gebogen en warmte afvoeren, waardoor de voordelen van beide materialen worden gecombineerd. Het wordt meestal gebruikt in draagbare medische apparaten, slimme wearables, microverlichtingsmodules, elektronische componenten voor de lucht- en ruimtevaart, enzovoort.

Voordelen van aluminium PCB's:

Het belangrijkste voordeel van aluminium printplaten is hun uitstekende warmteafvoer. De aluminium basislaag geleidt warmte snel, wat bijzonder geschikt is voor toepassingen zoals ledverlichting, stroomomvormers en autosystemen, waar extreem hoge eisen worden gesteld aan temperatuurbeheersing. Naast thermische prestaties bieden aluminium printplaten ook een uitstekende mechanische stabiliteit. De metalen kernstructuur is beter bestand tegen trillingen, schokken en temperatuurschommelingen dan traditionele glasvezelprintplaten. 

Een opvallend kenmerk van aluminium PCB's is hun lichtgewicht ontwerp. Hoewel ze van metaal zijn gemaakt, wegen ze minder dan andere metalen substraten. Hierdoor zijn ze geschikt voor gebruik in situaties waarin zowel warmteafvoer als gewichtsbesparing vereist zijn. Bovendien zijn aluminium materialen recyclebaar, waardoor aluminium substraten milieuvriendelijker zijn dan andere soorten PCB's, in lijn met de huidige trend van groene productie.

Prestaties van aluminium-printplaten

De prestaties van aluminium printplaten zijn afhankelijk van hun thermische eigenschappen. In toepassingen met een hoog vermogen kan hitte problemen veroorzaken voor elektronische componenten en circuits, waardoor de veroudering van componenten wordt versneld en de algehele systeemprestaties afnemen. In het ergste geval kan het zelfs leiden tot een crash van het hele systeem. Aluminium substraten kunnen deze problemen vaak oplossen, omdat ze meer warmte kunnen absorberen dan glasvezelsubstraten.

Bovendien hebben aluminiumsubstraten superieure mechanische eigenschappen die de fysieke eigenschappen en de omgevingsaanpassing van printplaten kunnen verbeteren. Dit is zeer gunstig voor toepassingen die gevoelig zijn voor trillingen en temperatuurschommelingen, zoals auto-elektronica.

Vanuit elektrisch perspectief hebben aluminium printplaten een geleidende laag van koper voor signaaloverdracht en een diëlektrische laag om kortsluiting te voorkomen. Al met al zijn aluminium substraten een uitstekend thermo-elektrisch composietmateriaal met sterke mechanische eigenschappen, waardoor ze een hoge duurzaamheid hebben.

PCB-basis's Aluminium PCB-productie

Als toonaangevende fabrikant van metalen PCB's richt PCBasic zich op het leveren van hoogwaardige productiediensten voor aluminium PCB's om te voldoen aan de uiteenlopende behoeften van klanten in verschillende sectoren.

De aluminiumsubstraatdiensten van PCBasic omvatten:

• Snelle prototyping van aluminium PCB's

• Fabricage van aluminium beklede PCB's van verschillende diktes en oppervlaktebehandelingsprocessen

• Ondersteunt productie in kleine of grote series, zonder minimale bestelhoeveelheid

• Alles-in-één oplossingen, inclusief PCB-productie, componentinkoop, assemblage en testen

Of u nu aluminium PCB-platen nodig hebt voor de ontwikkeling van innovatieve LED-producten of aluminium PCB-kernprintplaten voor complexe industriële apparatuur, PCBasic kan een flexibele en betrouwbare leveringsondersteuning bieden.

Als betrouwbare leverancier van aluminium-PCB's biedt PCBasic diensten aan in uiteenlopende sectoren, zoals auto's, nieuwe energie, medische elektronica en consumentenelektronica. Zo helpen we klanten de markt succesvol te veroveren.

Conclusie

De voortdurende vraag naar betrouwbaarheid, thermisch beheer en hoge prestaties stimuleert de snelle groei van de markt voor aluminiumsubstraten. Met hun robuuste structuur, diverse typen en brede toepassingsmogelijkheden veranderen aluminiumsubstraten diverse industrieën die uitstekende warmteafvoer en duurzaamheid vereisen.

Door gebruik te maken van de expertise van PCBasic, kunt u een snellere projectdoorlooptijd en superieure productbetrouwbaarheid garanderen. Door samen te werken met een ervaren fabrikant van aluminium PCB-substraten zoals PCBasic, kunnen bedrijven het innovatietempo versnellen, de productkwaliteit verbeteren en een voorsprong behalen in de steeds competitievere markt. Ontdek meer over de prototypingdiensten voor aluminium PCB's van PCBasic en laat ons uw product helpen sneller een doorbraak te bereiken!