Att hitta en Tillförlitlig Aluminium PCB Tillverkare

Att hitta en pålitlig kretskortstillverkare är viktigt om du vill få ut det mesta av dina elektronikprojekt. Det här är företag som kan hjälpa dig med allt från att skapa ett prototyp-kretskort till att montera kretskorten. Dessa företag kommer att kunna samarbeta med dig för att se till att ditt projekt slutförs i tid och på bästa möjliga sätt. Detta inkluderar den avancerade teknik som används av kretskortstillverkare för att skapa kretskort enligt dina exakta specifikationer.

Bland de många typerna av kretskort är aluminiumsubstrat särskilt gynnade för sin utmärkta värmeavledning och mekaniska stabilitet, vilket gör dem idealiska för högeffektsenheter och LED-applikationer. Låt oss nu titta närmare på aluminiumsubstrat. Innan vi fördjupar oss i aluminium-PCB:er behöver vi ha en grundläggande förståelse för PCB med metallkärna.

Vad är Metal Core PCB?

Metallkärnkretskort, även kända som termiska kretskort, är tillverkade för att motstå temperaturer upp till 130°C–200°C, beroende på vilka material som används. De är mer termiskt effektiva än traditionella FR-4-substrat och erbjuder en snabbare kylningshastighet. De har också överlägsen värmeledningsförmåga och är bättre lämpade för högtemperaturapplikationer.

Metallkärniga kretskort används ofta i applikationer som producerar mycket värme. De är särskilt användbara inom flyg- och rymdtillämpningar. Deras termiska kapacitet gör att de kan avleda värme effektivt, vilket förhindrar att heta punkter uppstår nära aktiva komponenter. Metallkärniga kretskort tillverkas vanligtvis med aluminiumsubstrat, även om koppar och stål också används för specifika applikationer. Detta beror på att aluminium är ett giftfritt material med hög värmeledningsförmåga. Det är också återvinningsbart.

Vad är en aluminium PCB?

Aluminium-PCB, även känt som metallkärn-PCB eller aluminiumkärn-PCB, är ett kretskort med aluminiumsubstrat. Till skillnad från traditionella FR4-glasfiberkort har detta aluminiumbaserade material god värmeledningsförmåga och kan effektivt leda bort värme från viktiga komponenter, vilket förbättrar kretskortets stabilitet och hållbarhet i miljöer med hög effekt och hög temperatur. Aluminium-PCB används ofta inom områden med höga krav på värmehantering, såsom LED-belysning, kraftmoduler och fordonselektronik. Aluminiumsubstrat har höga krav på lagringsmetoder: de bör förvaras i en torr miljö med konstant temperatur och förseglas med antistatisk vakuumförpackning för att undvika oxidation av kopparytan och prestandaförsämring av aluminium-PCB-kortet före ytbehandling.

Om PCBasic

Tid är pengar i dina projekt – och PCBasic får det. PCBasic är PCB monteringsföretag som ger snabba, felfria resultat varje gång. Vår omfattande PCB monteringstjänster inkludera expertkunskapsstöd i varje steg, vilket säkerställer högsta kvalitet på varje kretskort. Som en ledande PCB Assembly Tillverkare, Vi erbjuder en komplett lösning som effektiviserar din leveranskedja. Samarbeta med våra avancerade PCB-prototypfabrik för snabba leveranser och överlägsna resultat du kan lita på.

Varför används aluminium i kretskort?

Den främsta anledningen till att aluminium används i kretskort är dess utmärkta värmeavledningsförmåga. Eftersom kretskort genererar mycket värme under drift kan det, om värmen inte avleds i tid, orsaka komponentskador eller förkorta enhetens livslängd. Aluminiumsubstrat är dessutom lätta i vikt och mer lämpade för viktkänsliga tillämpningar som bilar och flygindustrin än kopparbaserade material. Dessutom har aluminium låg kostnad och stark återvinningsbarhet, vilket gör det mer kostnadseffektivt än andra metallsubstrat. Därför har många industrier övergått till att använda aluminiumklädda kretskort eller aluminiumbakade kretskort för att lösa värmehanteringsproblem.

Hur man beräknar aluminiumskikttjocklek?

Vid utformning av en stapel av aluminium-PCB är det avgörande att välja korrekt aluminiumskikttjocklek. Typiska tillverkare av aluminium-PCB erbjuder vanligtvis aluminiumbastjocklekar på 0.8 mm till 3.0 mm och kopparskikttjocklekar på 1 oz till 3 oz. Den specifika tjockleken bör bestämmas baserat på aktuell belastning och värmeavledningskrav.

Även om det inte finns någon universell formel för att mäta aluminiumskiktets tjocklek, kan valet av aluminiumskiktets tjocklek referera till följande dimensioner:

1. Krav på värmeavledning

Använd formeln för värmeresistans för att uppskatta:

Rθ = t / (k × A)

Var:

Rθ = värmemotstånd (℃/W)

t = aluminiumskiktets tjocklek (millimeter), t = Rθ × k × A

k = värmeledningsförmågan hos aluminium (vanligtvis 200 W/m·K)

A = aluminiumplåtens area (kvadratmeter) 

2. Mekanisk styrka

För större kretskort eller applikationer med högre krav på strukturell styrka (t.ex. bilar och industriell kontroll) rekommenderas det att använda ett tjockare aluminiumlager (t.ex. 2.0 mm–3.0 mm).

3. Krav på färdig skivas tjocklek

Om den totala tjockleken på hela kortet är begränsad (t.ex. 1.6 mm eller 2.4 mm) måste tjockleken på kopparskiktet och isoleringsskiktet subtraheras från den totala tjockleken för att bestämma den maximalt tillgängliga tjockleken på aluminiumskiktet.

Om du behöver prototypframställning av aluminium-PCB rekommenderas det att du konsulterar en erfaren tillverkare av metallkärn-PCB (Metal Core PCB Manufacturer) – till exempel PCBasic – för råd om termisk simulering.

Struktur av aluminium PCB

Aluminium-kretskortens struktur är unik, vilket avsevärt kan förbättra värmeavledningsförmågan och den mekaniska stabiliteten. Jämfört med traditionella FR4-kort har aluminiumsubstratet bättre värmeledningsförmåga och är särskilt lämpligt för högeffektsapplikationer.

Den typiska strukturen för en aAluminium PCB-kort inkluderar:

Kretsskikt: Ett kopparlager som används för att bilda elektriska anslutningar, vanligtvis med en koppartjocklek från 1 ml till 3 ml, beroende på designkrav.

Isoleringslager: Ett mellanlager med hög värmeledningsförmåga och utmärkt elektrisk isoleringsprestanda, vilket är nyckeln till värmeledningsförmågan till aluminiumkärnan.

Aluminiumkärnlager: Förtjockad aluminiumbaskretskort, som ger utmärkta värmeavledningskanaler och mekaniskt stöd.

Skyddande lager på baksidan (valfritt): Vissa kretskort med aluminiumbaksida är belagda med ett skyddande lager för att förhindra oxidation och förbättra hållbarheten.

Vid utformning av en aluminium-kretskortsstruktur är det nödvändigt att förstå specifikationerna för aluminiumbaserade kopparbeklädda laminat. Dessa kopparbeklädda laminat är speciellt utformade för hög termisk prestanda, med en värmeledningsförmåga hos isoleringsskiktet som vanligtvis varierar från 1 W/mK till 3 W/mK. Vid tillverkning av aluminium-kretskort kommer parametrar som tjocklek, ytbehandling och spänningshållfasthet direkt att påverka den slutliga kretskortets termiska prestanda och stabilitet.

Typer av aluminium PCB

För att möta kraven från olika tillämpningar finns det flera olika typer av aluminium-PCB:er:

Enkelskiktad aluminium PCB

Ett enkelskiktat aluminium-PCB består av ett ledande kopparfolielager, ett isolerande mediumlager och ett aluminiumsubstratlager. Kopparlagret är vanligtvis på toppen, direkt anslutet till den externa kretsen, och baksidan är en aluminiumvärmeavledningsbasplatta. Strukturen hos enkelskiktade aluminium-PCB-kort är enkel, tillverkningskostnaden är låg och produktionsprocessen är mogen. Det används huvudsakligen för produkter med måttlig värmeutveckling, tydliga värmeavledningskrav, men relativt enkel kretsdesign.

Aluminium-kretskort har en kort tillverkningscykel, låg kostnad och hög tillförlitlighet. De kan dock inte stödja komplex kabeldragning eller multifunktionell integration och är begränsade till enkel kretsdesign. Typiska tillämpningar för aluminium-kretskort inkluderar: LED-gatulampor, LED-moduler, små effektmoduler, ljudeffektförstärkarkort etc.

Dubbelskiktad aluminium-PCB

Det dubbelskiktade aluminium-kretskortet har två ledande kopparlager på ovansidan och undersidan, med ett isolerande medium emellan. Det uppnår dubbelskiktad sammankoppling genom pläterade hål (PTH). Under det finns fortfarande ett basmaterial av aluminium, vilket ger värmeavledning och stöd.

Dubbelskiktade aluminium-PCB stöder mer komplexa kretslayouter, såsom korskoppling och fler komponentlayouter. De har både värmeavledningsfunktion och en bra balans av elektrisk prestanda. Dubbelskiktade aluminium-PCB erbjuder högre designfrihet, mer komplexa tillverkningsprocesser, är lämpliga för mer komplexa applikationer och har en högre tillverkningskostnad än enkelsidiga aluminiumsubstrat. Typiska tillämpningar inkluderar: medelkomplexa kraftmoduler, fordonselektronik, styrkort för elverktyg etc.

Flerskiktad aluminium-PCB

Flerskiktade aluminium-PCB består av tre eller flera kopparlager, isolerande lager och aluminiumsubstratlager staplade flera gånger. Vanligtvis finns det ett eller flera lager av aluminiumbasmaterial i mitten. Vissa konstruktioner använder även kompositmaterial som central värmeavledningskärna. Mellanlagersammankoppling måste uppnås genom komplexa laminerings- och metalliserade håltekniker.

Flerskiktade aluminium-PCB är lämpliga för system med hög funktionell integration, högdensitetskablage, hög strömförbrukningskapacitet och hög värmeintensitet. De är kraftfulla och kan uppfylla krav på högre systemintegration och värmeavledning. De är dock svåra att tillverka, har en lång produktionscykel och höga kostnader.

Flexibel aluminiumkretskort

Flexibelt aluminium-PCB kombinerar en hybriddesign av lokala flexibla kretsar (som FPC) och aluminiumsubstrat. Dess flexibla del använder flexibla material som polyimid, vilket kan uppnå böjning inom ett begränsat område. Den styva delen är en aluminiumbaserad struktur som ger värmeavledning och mekaniskt stöd.

Flexibla aluminium-kretskort är särskilt lämpliga för kompakta enheter som kräver rumslig flexibilitet men har höga krav på värmehantering. Det flexibla aluminium-kretskortet har en böjbar struktur. Det kan böjas och avleda värme, vilket kombinerar fördelarna med båda materialen. Det används vanligtvis i bärbara medicintekniska produkter, smarta bärbara enheter, mikrobelysningsmoduler, elektroniska flyg- och rymdkomponenter etc.

Fördelar med aluminium PCB

Den mest framträdande fördelen med aluminium-PCB är deras utmärkta värmeavledningsförmåga. Aluminiumbasskiktet kan snabbt leda värme, vilket är särskilt lämpligt för områden som LED-belysning, kraftomvandlare och fordonssystem som har extremt höga krav på temperaturreglering. Förutom termisk prestanda har aluminiumsubstrat-PCB också utmärkt mekanisk stabilitet. Dess metallkärnstruktur är mer motståndskraftig mot vibrationer, stötar och temperaturförändringar än traditionella glasfiberskivor. 

Dessutom är en anmärkningsvärd egenskap hos kretskort med aluminiumsubstrat deras lätta design – även om de är tillverkade av metall är deras totala vikt lägre än andra metallsubstratalternativ, vilket gör dem lämpliga för användning i scenarier som kräver både värmeavledning och viktminskning. Ännu viktigare är att aluminiummaterial är återvinningsbara, vilket gör aluminiumsubstrat mer miljövänliga än andra typer av kretskort, i linje med den nuvarande utvecklingstrenden för grön tillverkning.

Prestanda hos aluminium-PCB:er

Prestandan hos aluminium-PCB beror på deras värmehanteringsegenskaper. I högeffektsapplikationer kan värme orsaka problem för elektroniska komponenter och kretsar, vilket påskyndar komponenternas åldrande och orsakar försämrad systemprestanda. I värsta fall kan det till och med orsaka att hela systemet kraschar. Aluminiumsubstrat kan ofta lösa dessa problem eftersom de kan absorbera mer värme än glasfibersubstrat.

Dessutom har aluminiumsubstrat överlägsna mekaniska egenskaper som kan förbättra de fysiska egenskaperna och miljöanpassningsförmågan hos tryckta kretsar. Detta är mycket fördelaktigt för applikationer som är känsliga för vibrationer och temperaturförändringar, såsom fordonselektronik.

Ur ett elektriskt perspektiv har aluminium-PCB ett ledande lager av koppar för signalöverföring och ett dielektriskt lager för att förhindra kortslutningar. Sammantaget är aluminiumsubstrat ett utmärkt termoelektriskt kompositmaterial med starka mekaniska egenskaper som gör att de tål hög hållbarhet.

PCBasic's Aluminium PCB tillverkning

Som en ledande tillverkare av kretskort med metallkärna fokuserar PCBasic på att tillhandahålla högkvalitativa tillverkningstjänster för aluminium-kretskort för att möta de olika behoven hos kunder inom olika branscher.

PCBasics tjänster inom aluminiumsubstrat inkluderar:

• Snabb prototypframställning av aluminium-PCB

• Tillverkning av aluminiumklädda kretskort i olika tjocklekar och ytbehandlingsprocesser

• Stöder produktion i små eller stora serier, utan minsta orderkvantitetsgräns

• Helhetslösningar, inklusive tillverkning av kretskort, komponentanskaffning, montering och testning

Oavsett om du behöver aluminiumkretskort för att utveckla innovativa LED-produkter eller aluminiumkärnkretskort för komplex industriell utrustning, kan PCBasic erbjuda flexibel och pålitlig leveranssupport.

Som en pålitlig leverantör av aluminium-PCB täcker PCBasics tjänster flera områden som bilar, ny energi, medicinsk elektronik och konsumentelektronik, vilket hjälper kunder att framgångsrikt erövra marknaden.

Slutsats

Den ständiga efterfrågan på tillförlitlighet, värmehantering och hög prestanda driver den snabba tillväxten av marknaden för aluminiumsubstrat. Med sin robusta struktur, olika typer och breda användningsområde omformar aluminiumsubstrat olika industrier som kräver utmärkt värmeavledning och hållbarhet.

Genom att utnyttja PCBasics expertis kan du säkerställa snabbare projektledning och överlägsen produkttillförlitlighet. Genom att välja att samarbeta med en erfaren tillverkare av aluminiumsubstrat-kretskort som PCBasic kan företag öka innovationstakten, förbättra produktkvaliteten och få en fördel på den alltmer konkurrensutsatta marknaden. Lär dig mer om PCBasics prototyptjänster för aluminium-kretskort och låt oss hjälpa din produkt att nå ett genombrott snabbare!