Unang Bahagi: Ano ang Aluminum PCB?
Ang aluminyo substrate ay isang uri ng metal na nakabatay sa tanso-clad na board na may mahusay na pag-andar sa pag-alis ng init.Sa pangkalahatan, ang single-sided board ay binubuo ng tatlong layer: ang circuit layer (copper foil), ang insulating layer, at ang metal base layer.Para sa mga high-end na application, mayroon ding mga double-sided na disenyo na may istraktura ng circuit layer, insulating layer, aluminum base, insulating layer, at circuit layer.Ang isang maliit na bilang ng mga application ay nagsasangkot ng mga multi-layer na board, na maaaring malikha sa pamamagitan ng pagbubuklod ng mga ordinaryong multi-layer na board na may mga insulating layer at aluminum base.
Single-sided aluminum substrate: Binubuo ito ng isang layer ng conductive pattern layer, insulating material, at aluminum plate (substrate).
Dalawang panig na aluminyo na substrate: Kabilang dito ang dalawang layer ng conductive pattern layer, insulating material, at aluminum plate (substrate) na pinagsama-sama.
Multi-layer printed aluminum circuit board: Ito ay isang naka-print na circuit board na ginawa sa pamamagitan ng pag-laminate at pagbubuklod ng tatlo o higit pang mga layer ng conductive pattern layer, insulating material, at aluminum plate (substrate) nang magkasama.
Nahahati sa mga pamamaraan ng paggamot sa ibabaw:
Gold-plated na board (Chemical thin gold, Chemical thick gold, Selective gold plating)
Ikalawang Bahagi: Aluminum Substrate Working Principle
Ang mga power device ay naka-mount sa ibabaw sa circuit layer.Ang init na nabuo ng mga aparato sa panahon ng operasyon ay mabilis na isinasagawa sa pamamagitan ng insulating layer sa metal base layer, na pagkatapos ay nagwawaldas ng init, na nakakamit ng pagwawaldas ng init para sa mga aparato.
Kung ikukumpara sa tradisyonal na FR-4, ang mga substrate ng aluminyo ay maaaring mabawasan ang thermal resistance, na ginagawa itong mahusay na mga conductor ng init.Kung ikukumpara sa mga makapal na film na ceramic circuit, nagtataglay din sila ng higit na mahusay na mga katangian ng mekanikal.
Bilang karagdagan, ang mga substrate ng aluminyo ay may mga sumusunod na natatanging pakinabang:
- Pagsunod sa mga kinakailangan ng RoH
- Mas mahusay na kakayahang umangkop sa mga proseso ng SMT
- Epektibong paghawak ng thermal diffusion sa disenyo ng circuit upang bawasan ang temperatura ng pagpapatakbo ng module, pahabain ang habang-buhay, pahusayin ang density ng kuryente at pagiging maaasahan
- Pagbawas sa pag-assemble ng mga heat sink at iba pang hardware, kabilang ang mga thermal interface na materyales, na nagreresulta sa mas maliit na dami ng produkto at mas mababang gastos sa hardware at assembly, at pinakamainam na kumbinasyon ng mga power at control circuit
- Pagpapalit ng marupok na ceramic substrates para sa pinabuting mekanikal na tibay
Ikatlong Bahagi: Komposisyon ng Aluminum Substrates
1. Circuit Layer
Ang circuit layer (karaniwang gumagamit ng electrolytic copper foil) ay nakaukit upang bumuo ng mga naka-print na circuit, na ginagamit para sa pagpupulong ng mga bahagi at mga koneksyon.Kung ikukumpara sa tradisyonal na FR-4, na may parehong kapal at lapad ng linya, ang mga substrate ng aluminyo ay maaaring magdala ng mas mataas na alon.
2. Insulating Layer
Ang insulating layer ay isang pangunahing teknolohiya sa aluminum substrates, na pangunahing nagsisilbi para sa adhesion, insulation, at heat conduction.Ang insulating layer ng aluminum substrates ay ang pinakamahalagang thermal barrier sa mga istruktura ng power module.Ang mas mahusay na thermal conductivity ng insulating layer ay nagpapadali sa diffusion ng init na nabuo sa panahon ng pagpapatakbo ng device, na humahantong sa mas mababang operating temperature, tumaas na module power load, pinaliit na laki, pinahabang buhay, at mas mataas na power output.
3. Metal Base Layer
Ang pagpili ng metal para sa insulating metal base ay nakasalalay sa komprehensibong pagsasaalang-alang ng mga salik tulad ng koepisyent ng thermal expansion ng base ng metal, thermal conductivity, lakas, tigas, timbang, kondisyon ng ibabaw, at gastos.
Ikaapat na Bahagi: Mga Dahilan sa Pagpili ng Mga Aluminum Substrate
1. Pag-aalis ng init
Maraming double-sided at multi-layer boards ang may mataas na density at lakas, na ginagawang mahirap ang pag-alis ng init.Ang mga conventional substrate na materyales tulad ng FR4 at CEM3 ay mahihirap na conductor ng init at may inter-layer insulation, na humahantong sa hindi sapat na pagwawaldas ng init.Ang mga substrate ng aluminyo ay malulutas ang isyung ito sa pagwawaldas ng init.
2. Thermal Expansion
Ang thermal expansion at contraction ay likas sa mga materyales, at ang iba't ibang mga substance ay may iba't ibang coefficient ng thermal expansion.Ang mga naka-print na board na nakabatay sa aluminyo ay epektibong tumutugon sa mga isyu sa pag-alis ng init, pinapagaan ang problema ng iba't ibang materyal na thermal expansion sa mga bahagi ng board, pagpapabuti ng pangkalahatang tibay at pagiging maaasahan, lalo na sa mga aplikasyon ng SMT (Surface Mount Technology).
3. Dimensional Stability
Ang mga naka-print na board na nakabase sa aluminyo ay kapansin-pansing mas matatag sa mga tuntunin ng mga sukat kumpara sa mga naka-insulat na materyal na naka-print na board.Ang dimensional na pagbabago ng aluminum-based printed boards o aluminum core boards, na pinainit mula 30°C hanggang 140-150°C, ay 2.5-3.0%.
4. Iba pang mga Dahilan
Ang mga naka-print na board na nakabatay sa aluminyo ay may mga epektong panlaban, pinapalitan ang mga malutong na ceramic na substrate, ay angkop para sa teknolohiya sa pag-mount sa ibabaw, bawasan ang epektibong lugar ng mga naka-print na board, palitan ang mga bahagi tulad ng mga heat sink upang mapahusay ang paglaban sa init ng produkto at pisikal na katangian, at bawasan ang mga gastos sa produksyon at paggawa.
Ikalimang Bahagi: Mga Application ng Aluminum Substrates
1. Kagamitang Audio: Mga amplifier ng input/output, balanseng amplifier, audio amplifier, pre-amplifier, power amplifier, atbp.
2. Power Equipment: Mga switching regulator, DC/AC converter, SW adjuster, atbp.
3. Electronic na Kagamitan sa Komunikasyon: Mga amplifier na may mataas na dalas, mga filter na aparato, mga circuit ng paghahatid, atbp.
4. Office Automation Equipment: Mga de-koryenteng motor driver, atbp.
5. Automotive: Mga elektronikong regulator, ignition system, power controller, atbp.
6. Mga Computer: Mga CPU board, floppy disk drive, power unit, atbp.
7. Mga Power Module: Mga Inverter, solid-state relay, rectifier bridge, atbp.
8. Lighting Fixtures: Sa pag-promote ng energy-saving lamp, ang mga substrate na nakabatay sa aluminyo ay malawakang ginagamit sa mga LED na ilaw.
Oras ng post: Ago-09-2023
