Pirma dalis: kas yra aliuminio PCB?
Aliuminio pagrindas yra metalo pagrindu pagaminta variu dengta plokštė, pasižyminti puikiu šilumos išsklaidymo funkcionalumu.Paprastai vienpusė plokštė susideda iš trijų sluoksnių: grandinės sluoksnio (vario folijos), izoliacinio sluoksnio ir metalinio pagrindo sluoksnio.Aukščiausios klasės reikmėms taip pat yra dvipusio dizaino su grandinės sluoksnio, izoliacinio sluoksnio, aliuminio pagrindo, izoliacinio sluoksnio ir grandinės sluoksnio struktūra.Nedidelis panaudojimas apima daugiasluoksnes plokštes, kurias galima sukurti suklijuojant įprastas daugiasluoksnes plokštes su izoliaciniais sluoksniais ir aliuminio pagrindais.
Vienpusis aliuminio pagrindas: susideda iš vieno sluoksnio laidžiojo rašto sluoksnio, izoliacinės medžiagos ir aliuminio plokštės (substrato).
Dvipusis aliuminio pagrindas: jį sudaro du sluoksniai laidžių raštų sluoksnių, izoliacinė medžiaga ir aliuminio plokštė (padėklas), sukrauti kartu.
Daugiasluoksnė spausdintinė aliuminio plokštė: tai spausdintinė plokštė, pagaminta laminuojant ir sujungiant tris ar daugiau sluoksnių laidžių raštų sluoksnių, izoliacinės medžiagos ir aliuminio plokštės (substrato).
Skirstoma pagal paviršiaus apdorojimo metodus:
Paauksuota lenta (cheminis plonas auksas, cheminis storas auksas, selektyvus auksavimas)
Antra dalis: aliuminio pagrindo veikimo principas
Maitinimo įrenginiai ant grandinės sluoksnio montuojami paviršiuje.Prietaisų veikimo metu išskiriama šiluma per izoliacinį sluoksnį greitai nuvedama į metalinį pagrindo sluoksnį, kuris vėliau išsklaido šilumą ir taip pasiekiama prietaisų šilumos išsklaidymas.
Palyginti su tradiciniais FR-4, aliuminio pagrindai gali sumažinti šiluminę varžą, todėl jie yra puikūs šilumos laidininkai.Palyginti su storosios plėvelės keraminėmis grandinėmis, jos taip pat pasižymi geresnėmis mechaninėmis savybėmis.
Be to, aliuminio substratai turi šiuos unikalius pranašumus:
- Atitikimas RoHs reikalavimams
- Geresnis prisitaikymas prie SMT procesų
- Efektyvus šiluminės difuzijos valdymas grandinės projekte, siekiant sumažinti modulio darbinę temperatūrą, pailginti tarnavimo laiką, padidinti galios tankį ir patikimumą
- Sumažėjęs aušintuvų ir kitos techninės įrangos, įskaitant šiluminės sąsajos medžiagas, surinkimas, todėl sumažėja gaminio tūris, mažesnės techninės įrangos ir surinkimo sąnaudos bei optimalus maitinimo ir valdymo grandinių derinys.
- Trapių keraminių pagrindų keitimas, siekiant pagerinti mechaninį patvarumą
Trečia dalis: Aliuminio substratų sudėtis
1. Grandinės sluoksnis
Grandinės sluoksnis (paprastai naudojant elektrolitinę vario foliją) yra išgraviruotas, kad būtų sudarytos spausdintinės grandinės, naudojamos komponentams surinkti ir jungti.Palyginti su tradiciniu FR-4, kurio storis ir linijos plotis yra toks pat, aliuminio substratai gali perduoti didesnę srovę.
2. Izoliacinis sluoksnis
Izoliacinis sluoksnis yra pagrindinė aliuminio pagrindo technologija, pirmiausia skirta sukibimui, izoliacijai ir šilumos laidumui.Aliuminio pagrindo izoliacinis sluoksnis yra svarbiausias šiluminis barjeras galios modulių konstrukcijose.Geresnis izoliacinio sluoksnio šilumos laidumas palengvina prietaiso veikimo metu susidariusios šilumos sklaidą, dėl to sumažėja darbinė temperatūra, padidėja modulio galios apkrova, sumažėja dydis, pailgėja eksploatavimo trukmė ir didesnė galia.
3. Metalo pagrindo sluoksnis
Izoliacinio metalinio pagrindo metalo pasirinkimas priklauso nuo visapusiškų veiksnių, tokių kaip metalinio pagrindo šiluminio plėtimosi koeficientas, šilumos laidumas, stiprumas, kietumas, svoris, paviršiaus būklė ir kaina.
Ketvirta dalis: Aliuminio substratų pasirinkimo priežastys
1. Šilumos išsklaidymas
Daugelis dvipusių ir daugiasluoksnių plokščių turi didelį tankį ir galią, todėl šilumos išsklaidymas yra sudėtingas.Įprastos pagrindo medžiagos, pvz., FR4 ir CEM3, yra prastai laidūs šilumą ir turi tarpsluoksnę izoliaciją, todėl šiluma prasiskverbia.Aliuminio pagrindai išsprendžia šią šilumos išsklaidymo problemą.
2. Šiluminis plėtimasis
Šiluminis plėtimasis ir susitraukimas yra būdingi medžiagoms, o skirtingos medžiagos turi skirtingus šiluminio plėtimosi koeficientus.Aliuminio pagrindu pagamintos spausdintos plokštės efektyviai sprendžia šilumos išsklaidymo problemas, palengvina skirtingų medžiagų šiluminio plėtimosi plokštės komponentuose problemą, pagerina bendrą ilgaamžiškumą ir patikimumą, ypač naudojant SMT (paviršiaus montavimo technologija).
3. Matmenų stabilumas
Aliuminio pagrindu pagamintos spausdintinės plokštės yra žymiai stabilesnės matmenų atžvilgiu, palyginti su izoliacinės medžiagos spausdintinėmis plokštėmis.Aliuminio pagrindu pagamintų spausdintinių plokščių arba aliuminio šerdies plokščių, įkaitintų nuo 30°C iki 140-150°C, matmenų pokytis yra 2,5-3,0%.
4. Kitos priežastys
Aliuminio pagrindu pagamintos spausdintinės plokštės turi ekranavimo efektą, pakeičia trapius keraminius pagrindus, yra tinkamos paviršiaus montavimo technologijoms, sumažina efektyvų spausdintinių plokščių plotą, pakeičia komponentus, tokius kaip šilumos kriauklės, kad padidintų gaminio atsparumą karščiui ir fizines savybes bei sumažintų gamybos sąnaudas ir darbo sąnaudas.
Penkta dalis: Aliuminio substratų taikymas
1. Garso įranga: įvesties/išvesties stiprintuvai, subalansuoti stiprintuvai, garso stiprintuvai, išankstiniai stiprintuvai, galios stiprintuvai ir kt.
2. Maitinimo įranga: perjungimo reguliatoriai, DC/AC keitikliai, SW reguliatoriai ir kt.
3. Ryšio elektroninė įranga: aukšto dažnio stiprintuvai, filtravimo įtaisai, perdavimo grandinės ir kt.
4. Biuro automatizavimo įranga: elektros variklių tvarkyklės ir kt.
5. Automobiliai: elektroniniai reguliatoriai, uždegimo sistemos, galios valdikliai ir kt.
6. Kompiuteriai: CPU plokštės, diskelių įrenginiai, maitinimo blokai ir kt.
7. Maitinimo moduliai: keitikliai, kietojo kūno relės, lygintuvų tilteliai ir kt.
8. Apšvietimo įrenginiai: skatinant energiją taupančias lempas, aliuminio pagrindai plačiai naudojami LED šviestuvuose.
Paskelbimo laikas: 2023-09-09
