Конструкция каждой жесткой и гибкой печатной платы (PCB) индивидуальна в соответствии с назначением платы. То же самое верно и для основного материала печатной платы – стекловолокно является популярным основным материалом, но печатные платы на основе алюминия также очень эффективны во многих приложениях. Алюминиевые печатные платы состоят из ламината на металлической основе, лакированного медью, который обеспечивает высокие характеристики, включая отличную теплопроводность и электрическую изоляцию.

Как их изготавливают?

Алюминиевые печатные платы также известны как печатные платы на металлической основе и состоят из ламинатов на металлической основе, покрытых слоями схем из медной фольги. Они изготовлены из пластин из сплава, представляющего собой комбинацию алюминия, магния и силумина (Al-Mg-Si). Алюминиевые печатные платы обеспечивают отличную электрическую изоляцию, хороший тепловой потенциал и высокую производительность обработки, и они отличаются от других печатных плат по нескольким важным параметрам.

Состав конструкции платы:

  • Базовый слой состоит из подложки алюминиевого сплава. Использование алюминия делает этот тип печатной платы отличным выбором для технологии сквозных отверстий.
  • Слой теплоизоляции — критически важный компонент печатной платы. Он содержит керамический полимер, который обладает превосходными вязко упругими свойствами, высокой термостойкостью и защищает печатную плату от термических и механических нагрузок.
  • Слой схемы содержит упомянутую ранее медную фольгу.
  • Слой диэлектрика — это слой изоляции, который поглощает тепло при протекании тока по цепям и передает его алюминиевому слою, где тепло рассеивается.

 

Компании по производству преобразователей мощности и светодиодов на сегодняшний день являются крупнейшими пользователями алюминиевых печатных плат. Однако автомобильные и радиочастотные (RF) компании также используют этот тип печатных плат. Однослойная конструкция популярна, потому что она проста, но доступны и другие конфигурации.

Преимущества алюминиевых печатных плат:

  • Дешевизна

Алюминий можно найти в самых разных климатических условиях, поэтому его легко добывают и обрабатывают. Это значительно снижает затраты на добычу и очистку по сравнению с другими металлами. В более широком смысле, производственные затраты, связанные с продуктами с использованием алюминиевых печатных плат, также менее дороги. Алюминиевые печатные платы также являются менее дорогой альтернативой радиаторам.

  • Бережное отношение к окружающей среде

Алюминий — это нетоксичный металл, пригодный для вторичной переработки. От производителя до конечного потребителя использование алюминия способствует здоровью планеты.

  • Лучшая теплопередача

Высокие температуры являются причиной серьезных повреждений электроники. Алюминий проводит и отводит тепло от критических деталей, чтобы минимизировать повреждение печатной платы.

  • Очень прочный

Алюминий прочнее и долговечнее, чем базовые материалы, такие как керамика и стекловолокно. Он очень прочен и снижает вероятность случайных поломок, которые могут произойти в процессе производства, а также при обращении и повседневном использовании.

  • Легкий

Учитывая его прочность, алюминий очень легкий. Он добавляет печатным платам прочность и отказоустойчивость без увеличения веса.

Применение алюминиевых печатных плат

Печатные платы с алюминиевой задней панелью идеально подходят для ситуаций, когда требования к теплоотдаче очень высоки. Печатные платы, плакированные алюминием, более эффективно отводят тепловую энергию от компонентов печатных плат, поэтому обеспечивают лучшее управление температурой для конструкций печатных плат. Конструкции с алюминиевой основой могут быть в десять раз более эффективными, чем конструкции с оплеткой из стекловолокна, когда дело доходит до отвода тепловой энергии от компонентов печатной платы. Гораздо более высокая скорость рассеивания тепла позволяет реализовать конструкции с большей мощностью и плотностью.

Печатные платы с алюминиевой основой используются чаще, чем когда-либо, для приложений с высокой мощностью / высоким тепловыделением. Хотя изначально они были разработаны для импульсных источников питания высокой мощности, печатные платы на алюминиевой основе приобрели популярность в светодиодных приложениях, включая светофоры, автомобильное освещение и общее освещение. Использование алюминиевых конструкций позволяет увеличить плотность светодиодов в конструкции печатной платы, а установленные светодиоды могут работать при более высоких токах, сохраняя при этом указанные температурные допуски.

Пределы безопасности печатных плат

Печатные платы с алюминиевой основой также позволяют снизить запас прочности при использовании светодиодов питания по сравнению с обычными печатными платами. Более низкая рабочая температура светодиодов в конструкции означает, что светодиоды могут работать в течение более длительных периодов времени, прежде чем они выйдут из строя.

Другие области применения алюминиевых печатных плат включают источники питания, сильноточные схемы, контроллеры двигателей и автомобильные приложения. Материалы печатных плат с алюминиевым сердечником очень эффективны в системах рассеивания тепла, в которых используются мощные интегральные схемы для поверхностного монтажа. Из-за высокого уровня рассеивания тепла, связанного с печатными платами с алюминиевой подложкой, конструкции печатных плат могут быть упрощены. Алюминиевые печатные платы исключают принудительный отвод воздуха и теплоотвода, что в конечном итоге снижает стоимость конструкции. Практически любая конструкция, которую можно улучшить за счет улучшения теплопроводности и контроля температуры, является кандидатом для печатной платы с алюминиевой подложкой.