Aluminium PCB

Die Aluminium-Leiterplatte, auch Alimunum plattiert genannt, besteht aus einer leitenden Schicht aus dielektrischem Material. Sie wurde 1970 zum ersten Mal in der Elektronikindustrie eingesetzt.

Verzeichnis der Aluminium-PCBs

Was ist eine Aluminium-Leiterplatte

Es ist eine sehr häufig verwendete Kategorie von Metallkern-Leiterplatten, die in verschiedenen Projekten eingesetzt wird. Zum ersten Mal wurde Aluminium für die Herstellung von Hybrid-ICs für Verstärkerschaltungen verwendet. Diese Leiterplatten bestehen aus einer Metallbasis über einer kupferkaschierten Laminierung. Ihre Struktur verbessert die Isolierung und die Wärmeleitfähigkeit.

Der strukturelle Aufbau von Aluminium-Leiterplatten ist wie bei den anderen Arten von Leiterplatten. Oben befindet sich eine Siebdruckschicht, auf der verschiedene Zahlen und Symbole für die Schaltungserstellung eingezeichnet sind, darunter eine Lötmaske und schließlich Kupferschichten über dem Substrat. Der Kern dieser Platine kann komplett aus metallischen Substanzen bestehen, die eine Mischung aus Glasfaser und Aluminium enthalten. Die meisten dieser Platinen sind einlagig. Wenn Ihr Projekt eine 2-Lagen-Aluminium-Leiterplatte erfordert, kann FS Technology diese auch für Sie herstellen, aber wir raten von mehreren Lagen ab. Die Wärmeleitfähigkeit von Aluminium-Leiterplatten liegt zwischen 1W/mK und 9W/mK. Sie wird meist für Leuchtdioden mit Stromwandlerschaltungen verwendet. Aluminium-Leiterplatten haben eine gute Wärmeabsorptionsfähigkeit, so dass die Teile der Schaltkreise geschont werden, wenn das Beleuchtungssystem Wärme produziert. Diese Platine erhöht die Lebensdauer der Geräte, in denen sie verwendet wird. Nach 10 Jahren Betrieb verfügt FS Technology über einen einzigartigen Einblick in die Aluminiumbranche. PCB-Herstellung. Im Folgenden finden Sie den konkreten Inhalt.

Aufbau von Aluminium-Leiterplatten

Kupferschicht

Die Kupferschicht wird verwendet, um das Signal über die gesamte Platine zu verteilen. Wenn Strom in den Schaltkreisen fließt, entsteht Wärme, die sich auf das Aluminiumsubstrat überträgt, das einen hohen Verlustfaktor aufweist und die Komponenten des Schaltkreises vor der Erwärmung schützt.

Dielektrische Schicht

Unter den Kupferschichten befindet sich ein isolierendes Material, das als dielektrische Schicht bezeichnet wird. Dieses Material ist von Natur aus nicht leitend und wird verwendet, um die erzeugte Wärme in die Kupferschichten zu leiten und an ein Aluminiumsubstrat weiterzuleiten, das die Wärme ableitet.

Substratschicht

Das Substrat wird als Basisschicht unter den Isolierschichten bezeichnet. Es kann auch aus Aluminium oder Kupfer bestehen. Die Funktionen hängen von den Eigenschaften des Substrats ab. Das Aluminiumsubstrat hilft bei der Verwendung von Leiterplatten in Schaltkreisen, in denen eine Wärmeableitung erforderlich ist. Die Verwendung von Aluminiumsubstrat erhöht die Lebensdauer von Leiterplatten, da es die Komponenten vor Hitze schützt.

Was sind die verschiedenen Arten von Aluminium-Leiterplatten?

Es gibt 3 Haupttypen von Aluminium-Leiterplatten, die je nach Projektanforderungen verwendet werden.

Hybrid-Aluminium-Leiterplatte

Diese Leiterplatten sind für Anwendungen geeignet, bei denen Funkfrequenzen verwendet werden, wie z.B. in Kommunikationssystemen und Telekommunikationsgeräten. Sie hat auch gute thermische Eigenschaften für Standard-PCBs.

Aluminium Flex-Rigid PCB

Bei diesen Leiterplatten werden dielektrische Materialien verwendet, die die Flexibilität der Leiterplatte erhöhen und eine gute Wärmeleitung sowie elektrische Eigenschaften bieten. Wenn Aluminium mit dielektrischen Stoffen kombiniert wird, haben die daraus resultierenden Platinen flexible Strukturen, die je nach Bedarf in jedes Design geändert werden können. Da die chinesische Aluminium-Flexplatine die Verwendung von Steckverbindern reduziert, wird es billiger sein, solche Platinen herzustellen.

Aluminium-Leiterplatte mit Durchgangsbohrung

Die Through-Hole-Technologie wird für die Herstellung der Platinen verwendet. Das Aluminium wird mit Hilfe von Through-Hole-Modulen durch die Löcher hindurch platziert, dann werden dielektrische Materialien in die Löcher eingesetzt, um die endgültige Montage der Platine zu ermöglichen.

Eigenschaften von Aluminium PCB

  • Aluminiumkern-Leiterplatten bieten einen guten Wert für die Wärmeableitung, so dass die Wärme schneller abgeleitet wird als bei den normalen FR4-Platten. Der Widerstandswert ist besser als bei FR-Platinen, so dass die Wärmeableitungseigenschaften gut sind.
  • Die thermische Ausdehnung von Aluminium-Leiterplatten ist sehr gut. Aufgrund der guten thermischen Ausdehnung und Kontraktion werden Aluminium-Boards für die SMT-Technologie verwendet, bei der die Komponenten auf der Oberfläche der Boards montiert werden.
  • Diese Platten sind in ihrer Struktur stabil. Wenn sie Temperaturen von etwa einhundertfünfzig Grad ausgesetzt werden, ändern sich ihre Abmessungen um drei Prozent oder weniger.
  • Diese Boards werden bevorzugt für SMT-Geräte mit geringem Stromverbrauch verwendet.
  • Ihre guten Isolationseigenschaften und ihre mechanische Festigkeit haben die Keramik ersetzt.
  • Durch die Senkung der Betriebstemperatur von Produkten erhöht sich die Lebensdauer der Geräte

Was sind die Anwendungsbereiche von Aluminium-PCBs

Aluminium-Leiterplatten werden häufig in der Industrie, der Medizintechnik und der Militärindustrie eingesetzt. FS Technology stellt Ihnen hier die gängigsten Anwendungen vor:

  • Es gibt verschiedene Geräte, die im medizinischen Bereich eingesetzt werden. Wie z.B. Herzschlag-Sensor, EKG, EEG-Gerät, X-RAY
  • Die Hersteller ersetzen herkömmliche Leiterplatten durch Aluminium-Leiterplatten, die den Erwärmungseffekt verschlechtern und die Lebensdauer der LED-Lampen erhöhen. Die Verwendung von Aluminium-Leiterplatten in LEDs wird als Aluminium-LED-Platinen bezeichnet.
  • Dieses Board wird auch in der Industrie verwendet, um verschiedene Maschinen zu bauen, die eine hohe Leistung für den Betrieb benötigen. Wie z.B. Batterieladegeräte, Motorsteuerungen für militärische Instrumente, usw.
  • Diese Platten werden in der Luftfahrt- und Automobilindustrie gleichermaßen verwendet.
  • Für die Erstellung von Schaltungen von Stromrichtern wie Wechselstrom-Gleichstrom- und Gleichstrom-Wechselstrom-Wandlern
  • Es wird in Stromübertragungssystemen verwendet, um Strom über eine größere Entfernung zu übertragen.
  • Geräte für chirurgische Zwecke, die mit diesem Board erstellt wurden
  • Hochleistungsscanner sind untrennbar mit der Aluminiumplatine verbunden

Aluminium PCB Herstellungsprozess

Kupferätzung

Die Kupfermaterialien, die im ersten Schritt für die Kupferschöpferätzung verwendet werden, müssen eine Stärke von etwa drei Unzen oder weniger haben. Die Breite der Pausche muss auf die begrenzte Größe der Produkte für die Herstellung des Feinkartons abgestimmt sein.

Lötmaske

Nach dem Ätzen des Kupfers wird die Lötmaske auf die Oberfläche der Platine gedruckt. Es muss eine gewisse Präzision gegeben sein, um die Lötmaske präzise aufzubringen. Die Kupfergröße muss dem Design entsprechen, sonst wird der Lötmaskendruck schwierig.

Erstellung mechanischer Strukturen

Dort werden verschiedene Prozesse wie Bohren, Formen und V-Rillen durchgeführt. Dieser Prozess wird genau so durchgeführt, dass er eine Verringerung der elektrischen Festigkeit der Platine bewirkt. Zu diesem Zweck muss eine gute elektrische Bohrung verwendet werden.

Isoliermaterial

Auf der Aluminium-Grundplatte ist Isoliermaterial aufgebracht, das die Wärmeübertragung auf die anderen Komponenten der Platine reduziert.

Aluminium PCB Vergleich mit anderen Leiterplatten

Vorteile und Nachteile von Aluminium-Leiterplatten

Vorteile

  • PCB aus Aluminium ist billiger
  • Das Aluminium kann problemlos und ungefährlich recycelt werden.
  • Aluminium hat eine hohe Wärmeableitungskapazität, so dass die durch den Stromfluss erzeugte Wärme die gesamten Schaltkreise nicht beeinträchtigen kann.
  • Die mit dem Aluminium-Substrat hergestellten Platten können über längere Zeiträume arbeiten.
  • Geringes Gewicht und gute Festigkeit
  • Diese Bretter können mehr Stress vertragen

Benachteiligungen

  • Einlagige Aluminiumtafeln können leicht hergestellt werden, aber zwei- oder mehrlagige Tafeln sind schwierig.
  • Aluminium wird leicht von Halogenid-Ionen wie Chlorid-Ionen angegriffen

FR4 vs. Aluminium Leiterplatte

  • Das Wärmemanagement von Aluminium ist besser als das von FR-4
  • Aluminium ist teurer als FR-4 LEITERPLATTE
  • Die Wärmeleistung von Aluminiumplatten ist besser als die von FR4
  • Aluminium-Leiterplatten können mit bis zu drei Schichten hergestellt werden, aber FR-4-Leiterplatten haben je nach Anwendung mehr Schichten.
  • Aluminium-Leiterplatten sind eher für Beleuchtungsgeräte wie LEDs geeignet, während FR-4-Leiterplatten meist für elektronische Projekte verwendet werden.

Keramik vs. Aluminium PCB

  • Produkte mit keramischen Leiterplatten sind in der Regel teurer und größer, während Leiterplatten mit Aluminiumkern für preiswertere Schaltungen wie LEDs verwendet werden.
  • Keramische Leiterplatten können hohe Temperaturen gut verkraften und haben einen besseren Ausdehnungskoeffizienten als andere Leiterplatten.
  • Die Struktur von Keramik-Leiterplatten ähnelt dem Sandwich-Kuchen, Keramikschicht, Kupferschicht, Keramikschicht. Aluminium-Leiterplatten verwenden ein Kupfer-Dielektrikum und Aluminium-Substrate. Der grundlegende Unterschied zwischen diesen beiden Arten von Leiterplatten ist das Fehlen dielektrischer Schichten bei Keramikleiterplatten

Kupfer vs. Aluminium Leiterplatte

  • Kupfer-Leiterplatten sind unter den gleichen Umständen teurer als Aluminium-Leiterplatten
  • Metall-Leiterplatten haben eine gute thermische und elektrische Leitfähigkeit, aber Kupfer ist in dieser Hinsicht stärker als Aluminium-Leiterplatten und kann mehr Strom durchlassen, weshalb es oft in Hochleistungsanwendungen eingesetzt wird.
  • Für größere Lagen von Leiterplatten wird Kupfer verwendet, aber auch Aluminium wird wegen seiner geringen Größe und seines geringeren Gewichts bevorzugt.
  • Der Widerstand, den Kupfer bietet, wird weniger für Schaltungen verwendet, bei denen ein geringerer Widerstand erforderlich ist, als bei der Aluminium-Leiterplatte.
  • Bei Metallkernplatinen wird ein Metallkern mit Kupferschichten verwendet. Während die Aluminium-Leiterplatte eine Lötmaske hat, die nicht in der Metallkernplatte liegt

Details über die Aluminium-Leiterplatte haben wir erklärt. Sie besteht aus einem Aluminiumsubstrat mit Kupferisolierung und Lötmaskenschichten. Sie wird für Anwendungen mit geringem Gewicht und für Schaltungen verwendet, bei denen ein hohes Wärmemanagement erforderlich ist. Da sie häufig in der Beleuchtungsindustrie verwendet wird, nennt man sie auch LED-Leiterplatte. Sie bietet ein geringes Gewicht und eine gute Leitfähigkeit zu einem guten Preis. Sie kann einlagig und nicht mehrlagig gestaltet werden. Diese Leiterplatten werden auch häufig in der medizinischen Luftfahrt und für Raumfahrtinstrumente verwendet.

FS Technology kann Sie nicht nur mit professionellem Wissen versorgen, sondern auch Aluminium-Leiterplatten herstellen. Prototyping oder Aluminium-Leiterplatten in großen Mengen für Sie. Wenn Sie mehr Dienstleistungen benötigen, ist FS Technology die richtige Wahl für Sie. Unser schlüsselfertige PCB-Montage Service beginnt in dem Moment, in dem Sie eine Bestellung aufgeben.

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