fabricant de circuits imprimés à base d'aluminium
PCB en aluminium

PCB en aluminium

PCB à base d'aluminium - Cartes de circuits imprimés dont le substrat est l'aluminium.

PCB en aluminium est également appelé base en aluminium PCB, substrat en aluminiumou PCB à noyau d'aluminium. Comme son nom l'indique, il s'agit d'un circuit imprimé métallique dont le substrat est l'aluminium. substrat métallique isolé (IMS PCB). Il a été utilisé pour la première fois en 1970 pour fabriquer des circuits intégrés hybrides pour les circuits amplificateurs, au cours d'une année d'essor de l'industrie électronique. Ces circuits imprimés sont constitués de stratifiés à base de cuivre métallique, qui améliorent leurs propriétés d'isolation et de conductivité thermique.

La configuration structurelle du circuit imprimé en aluminium est similaire à celle des autres circuits imprimés, avec une couche de sérigraphie en haut pour la création du circuit, une couche de masque de soudure en dessous et des couches de cuivre sur le substrat. Le cœur du circuit imprimé peut être constitué d'un mélange de fibre de verre et d'aluminium ou d'autres substances entièrement métalliques. Avec d'excellentes performances en matière de dissipation de la chaleur, les circuits imprimés en aluminium ont une conductivité thermique allant généralement de 1W/mK à 9W/mK, ce qui les rend idéaux pour une utilisation dans les diodes électroluminescentes avec des circuits de conversion d'énergie. Dans l'industrie de l'éclairage, le circuit imprimé LED à base d'aluminium peut absorber la chaleur émise par la lumière, ce qui améliore la durabilité de l'équipement électronique tout en économisant les composants du circuit.

Fabricant de circuits imprimés à base d'aluminium-FS Technology

FS Technology est le leader chinois en matière de clé en main fournisseur de services PCBA en aluminium, ce qui signifie que nous pouvons vous aider à réaliser chaque maillon de la chaîne. Fabrication de PCB et Assemblage de PCB. Avec plus de 10 ans d'expérience, nous avons maîtrisé les compétences et la technologie nécessaires pour produire des circuits imprimés en aluminium de haute qualité à moindre coût. En tant que fabricant établi, nous avons acquis une vaste clientèle, la plupart de nos clients provenant de l'industrie de l'éclairage. Pour plusieurs de leurs demandes spécifiques, de nombreuses cartes produites sont des PCB en aluminium à une seule face. Bien entendu, FS Technology propose des services de personnalisation, tels que rigide, flexible, trous traversants et PCB double face en aluminiumetc. Voici quelques-uns des échantillons que nous produisons :

Capacité de production

FonctionnalitéCapacité
Niveau de qualitéNormes IPC pour les circuits imprimés: 2
Quantité commandéeMOQ = 0 : Acceptation de prototypes, de faibles volumes, de volumes moyens et de gros volumes Fabrication de circuits imprimés en aluminium
Délai d'exécution2 jours - 5 semaines (en fonction du nombre de couches et de la quantité commandée)
Nombre de couches1-6 couches
Taille du circuit impriméMin 6×6 mm | Max 610×1200 mm
Épaisseur du panneau0,8 mm - 5,0 mm
Poids du cuivre0.5 oz - 10.0 oz
Traçage/espacement minimal4mil/4mil

Finition de la surface

HASL, HASL sans plomb, ENIG, OSP, etc.
Anneau annulaire min.4 millions
Diamètre minimum du trou de forage6 millions

La clé de la fabrication de circuits imprimés en aluminium de haute qualité

Équipement dédié au masque de soudure de la couche externe

Après une longue expérience au service de l'industrie de l'éclairage, nous avons découvert que le panneau de production des circuits imprimés utilisés dans les produits LED est beaucoup plus long que celui utilisé pour les circuits imprimés traditionnels. Cela rend le processus de fabrication traditionnel inadapté à la production de substrats en aluminium. La méthode conventionnelle consistant à imprimer la moitié d'une image et à l'aligner manuellement avec la seconde moitié n'est pas adaptée à une production à grande vitesse.

Pour répondre aux exigences d'une production à grande vitesse, FS Technologies utilise des équipements d'imagerie à lumière UV ou des équipements capables de sérigraphier des images en un seul passage et de les durcir ensuite à l'aide d'un four UV. Cela nous permet d'obtenir un enregistrement précis et une fabrication rentable de ces produits. PCB en aluminium conseils pour LED.

Equipement automatique de coupe en V

Un dispositif de coupe en V est un outil utilisé dans la fabrication de cartes de circuits imprimés qui crée des rainures en V ou des coupes en V le long de la surface de la carte. Ces rainures en V sont réalisées à l'aide d'une lame circulaire rotative qui coupe partiellement le matériau de la carte, laissant une tranchée peu profonde. Les rainures en V servent de lignes de prédécoupe, ce qui facilite la séparation des circuits imprimés à dos d'aluminium d'un panneau de production plus grand.

Cependant, l'équipement traditionnel de découpe en V est actionné manuellement, ce qui convient aux circuits imprimés FR-4 traditionnels, mais pas à la fabrication de circuits imprimés en aluminium en grande quantité. Il peut en résulter des encoches en V manquantes sur le panneau, ce qui peut entraîner un taux d'endommagement d'au moins 10%.

S'appuyant sur des années d'expérience en matière de fabrication, FS Technology conçoit pour ses clients le réseau de sous-cartes le plus rentable. Pour éviter toute défaillance, nous utilisons un équipement de découpe en V automatisé pour les substrats d'aluminium en grande quantité.

Grande presse à découper les circuits imprimés

Les circuits imprimés sont disponibles dans différentes formes et tailles, et si vous avez besoin de circuits imprimés revêtus d'aluminium avec des caractéristiques uniques telles que des fentes, de grands trous, des découpes ou des formes circulaires, le routage mécanique traditionnel n'est peut-être pas la meilleure option, car il peut être très coûteux. Pour garantir la rentabilité et l'efficacité de la production, il est conseillé de s'associer à des fabricants comme FS Technology qui ont accès à des poinçonneuses de plus de 40 tonnes.

FS Technology peut fabriquer des circuits imprimés complexes et irréguliers pour ses clients en utilisant ses grandes machines de poinçonnage de circuits imprimés. Cette technologie nous permet de produire des PCB de haute qualité rapidement et avec précision, ce qui réduit considérablement les déchets et les coûts globaux. Par conséquent, si vous avez besoin de circuits imprimés en aluminium personnalisés avec des caractéristiques uniques, un partenariat avec un fabricant fiable de grandes poinçonneuses comme FS Technology peut fournir une solution efficace et rentable.

Test Hi-Pot en ligne

La plupart de nos clients ont une exigence commune en ce qui concerne leurs tôles de circuits imprimés en aluminium : ils doivent veulent s'assurer que le produit a fait l'objet d'un test "hi-pot". Bien qu'il ne soit pas difficile d'effectuer ce test, la plupart des produits de l'UE ont été testés. factories effectuent généralement ce test séparément et il ne fait pas partie du processus de test électrique. Chez FS Technology, cependant, nous incluons le test du haut-pot dans notre configuration de test électrique, ce qui permet à nos clients de réaliser d'importantes économies.

Acheter des circuits imprimés en aluminium ou autres

Différents types de circuits imprimés sont utilisés dans les applications électroniques, mais comment choisir le bon ? Est-il conseillé d'acheter un circuit imprimé en aluminium ou existe-t-il de meilleures options ? Ne cherchez plus ! FS Technology fournit des informations précieuses sur les caractéristiques des circuits imprimés revêtus d'aluminium, leurs domaines d'application et leur comparaison avec d'autres types de circuits.

Caractéristiques des circuits imprimés à substrat d'aluminium

Avantages

  • Rentable : L'aluminium est moins cher que d'autres matériaux métalliques, ce qui en fait une bonne option pour une fabrication rentable ;
  • Bonne isolation et résistance mécanique : Les circuits imprimés en aluminium ont d'excellentes propriétés d'isolation et de résistance mécanique, ce qui en fait un choix approprié pour diverses applications ;
  • Conductivité thermique élevée : Sa conductivité thermique est d'environ 1W/mK-9W/mK, ce qui est beaucoup plus élevé que celle des circuits imprimés traditionnels ;
  • Faible poids : C'est une combinaison de poids faible et de résistance élevée, l'aluminium est plus léger que les matériaux métalliques, et il est plus fiable que les autres matériaux ;
  • Capacité de dissipation de la chaleur : En tant que type de PCB métallique, la carte à noyau d'aluminium possède des performances supérieures en matière de dissipation de la chaleur, ce qui lui permet de continuer à fonctionner à une température d'environ 150 °C sans défaillance et de prolonger la durée de vie des équipements électroniques. En outre, son taux de rétrécissement n'est que d'environ 3% dans des conditions de haute température ;
  • Convient pour l'assemblage : Chez FS Technology, les composants nécessaires sont assemblés sur la plaque d'aluminium à l'aide d'un système d'assemblage. Montage SMT, Montage DIPou assemblée mixte ce qui en fait un choix idéal pour les équipements SMT de faible puissance.

Inconvénients

  • Difficile à fabriquerSi votre projet nécessite PCB multicoucheEn revanche, il peut être désavantageux de choisir l'aluminium comme matériau de substrat, car il n'est pas facile à fabriquer et à traiter ;
  • Corrosion: L'aluminium est vulnérable à la corrosion causée par les ions halogénés tels que les ions chlorure. Cela peut endommager la carte de circuit imprimé et les composants qu'elle contient ;
  • Applications limitéesPour les applications à haute fréquence et les circuits à grande vitesse, il n'est pas recommandé d'utiliser la technologie FS. Pour ces applications, de plus en plus de personnes choisissent d'utiliser les matériaux Rogers ;

Application du PCB à noyau d'aluminium

aluminium métal led pcba

Système d'éclairage

L'application la plus courante des circuits imprimés en aluminium est l'éclairage LED, qui est également le produit que FS Technology sert le plus. Les lampes LED génèrent une quantité importante de chaleur lorsqu'elles fonctionnent, et une fine couche d'aluminium thermoconductrice est utilisée comme dissipateur thermique sous les composants électroniques pour maintenir les lampes LED froides. Ces les types de PCB sont couramment utilisées dans diverses applications nécessitant des DEL de haute puissance, telles que l'éclairage automobile, l'éclairage public et d'autres applications industrielles.

Automobile

Outre leur utilisation dans l'éclairage LED de base, les circuits imprimés à noyau d'aluminium peuvent également être employés dans des dispositifs électroniques tels que les systèmes de gestion du moteur, les systèmes d'infodivertissement, les alimentations électriques et les capteurs automobiles. Les niveaux élevés de vibrations, de chocs et d'autres contraintes environnementales constituent une menace importante pour les composants des applications automobiles, que la conduite se fasse sur des routes plates ou cahoteuses. Outre la plus grande résistance mécanique de l'aluminium, l'utilisation de la technologie SMT pour installer les composants sur la carte renforce encore sa résistance à ces facteurs de stress.

usine de circuits imprimés en aluminium

Système de transmission de puissance

Un réseau de transport d'électricité est un réseau de composants électriques utilisés pour transmettre et distribuer l'électricité des centrales aux consommateurs. Le système comprend des lignes à haute tension, des transformateurs, des interrupteurs et d'autres composants utilisés pour réguler et contrôler le flux d'électricité à travers le réseau. Dans ce système, le circuit imprimé à support aluminium joue un rôle important, à la fois pour supporter les différentes contraintes (haute température, haute tension et courant élevé) subies par la construction du système de transmission de l'énergie sur de longues distances et pour rendre le processus plus efficace et plus fiable.

Plus de champs

  • PCB médical: Appareils à rayons X, tomodensitomètres, capteurs de rythme cardiaque et appareils d'IRM ;
  • PCB industriel: Chargement de batterie, contrôleurs de moteur, systèmes d'automatisation et panneaux de contrôle ;
  • Circuit d'aviation : Systèmes de radar, de navigation et de communication ;
  • Système de sécurité : Détecteurs, processeurs d'images ;
  • Convertisseurs de puissance : Convertisseurs de courant alternatif en courant continu et de courant continu en courant alternatif.
  • Modulateurs à haute fréquence : Oscillateurs, circuits d'amplification, antennes, émetteurs et communications par satellite, etc.

Comparaison avec d'autres PCB

Aluminium vs FR4

  • Matériau: Les circuits imprimés en aluminium ont un noyau métallique en aluminium, tandis que les circuits imprimés en acier inoxydable ont un noyau métallique en acier inoxydable. PCB FR4 ont une âme en résine époxy renforcée de fibre de verre ;
  • Gestion thermique: Que ce soit en termes de conductivité thermique ou de dissipation de la chaleur, les substrats en aluminium sont supérieurs. Ils conviennent donc mieux aux applications de haute puissance ;
  • CoûtL'aluminium est plus cher et n'est pas le meilleur choix si vous êtes plus soucieux des coûts ;
  • Propriétés d'isolation: Les FR4 ont de meilleures propriétés d'isolation que l'aluminium, ce qui les rend plus appropriés pour les applications de faible puissance où l'isolation est critique ;
  • Résistance mécanique: L'aluminium est plus solide et plus durable que le FR4 conventionnel, ce qui le rend plus adapté aux applications où le circuit imprimé peut être soumis à des contraintes mécaniques ou à des vibrations ;
  • Applications: Les circuits imprimés en aluminium sont couramment utilisés dans les éclairages LED de forte puissance, les systèmes de transmission de puissance et l'électronique de forte puissance. Les circuits imprimés en FR4 sont plus couramment utilisés dans les applications de faible puissance telles que les ordinateurs, les téléphones et d'autres produits électroniques grand public ;
  • FabriquabilitéCe type de carte n'est pas facile à fabriquer. À moins qu'il ne s'agisse d'une usine dotée d'un équipement professionnel comme FS Technology, le coût peut augmenter en raison d'échecs de fabrication. Toutefois, les circuits imprimés utilisant le FR-4 comme substrat n'ont pas ce problème et les clients peuvent créer davantage de couches en fonction des besoins de l'application.

Aluminium ou céramique

  • Dilatation thermique: Bien qu'ils aient tous deux une excellente conductivité thermique et d'excellentes capacités de dissipation de la chaleur, ils sont utilisés dans des applications qui génèrent beaucoup de chaleur, PCB en céramique a une meilleure valeur pour le coefficient de dilatation thermique.
  • Prix: Les circuits imprimés en céramique sont beaucoup plus coûteux à fabriquer, de sorte que les composants électroniques utilisés sont plus chers et plus volumineux.
  • Structure interne: La structure d'un circuit en céramique est similaire à celle d'un gâteau sandwich : couche de céramique, couche de cuivre, couche de céramique. Les circuits imprimés en aluminium utilisent des diélectriques en cuivre et des substrats en aluminium. La différence essentielle dans la structure est qu'il n'y a pas de couche diélectrique dans le circuit imprimé en céramique.
  • Résistance mécanique: Les substrats en aluminium sont plus solides et plus durables que les substrats en céramique.
  • Difficultés de fabrication: La fabrication de circuits imprimés en céramique nécessite un équipement plus sophistiqué et des instruments professionnels.

Aluminium et cuivre

  • Les PCB en cuivre sont plus chers que les PCB en aluminium dans les mêmes circonstances ;
  • Les circuits imprimés métalliques ont une bonne conductivité thermique et électrique, mais le cuivre est plus résistant que l'aluminium à cet égard et peut faire passer plus de courant, c'est pourquoi il est souvent utilisé dans les applications à haute puissance ;
  • Bien que de grandes couches de cuivre soient utilisées pour les circuits imprimés, l'aluminium est préféré en raison de sa petite taille et du poids réduit des circuits ;
  • La résistance offerte par le cuivre est moins utilisée pour les circuits nécessitant une nature moins résistive que les circuits imprimés à base d'aluminium ;
  • Dans le cas des cartes à âme métallique, il y a une âme métallique utilisée avec des couches de cuivre, tandis que les PCB en aluminium ont un masque de soudure qui ne se trouve pas dans la carte à âme métallique.

Fabrication de circuits imprimés en aluminium

Après avoir pris connaissance des avantages et des applications des circuits imprimés à base d'aluminium, vous envisagez peut-être déjà de les utiliser pour votre projet. Pour vous aider à maximiser leurs performances, FS Technology est là pour vous fournir des instructions et une assistance supplémentaires.

Types de PCB en aluminium

PCB standard en aluminium

Le circuit imprimé standard en aluminium, également connu sous le nom de PCB recouvert d'aluminiumUn circuit imprimé standard en aluminium est un circuit imprimé basé sur une fine couche d'aluminium thermoconductrice. Les circuits imprimés standard en aluminium sont plus économiques que les autres et sont largement utilisés dans diverses industries, telles que l'éclairage LED, les alimentations électriques et les systèmes automobiles. En général, une plaque de base standard a une épaisseur de 0,8 à 3,0 mm et une conductivité thermique de 1,0 à 3,0 W/mK.

Circuit imprimé en aluminium recouvert de cuivre

Les circuits imprimés en aluminium recouvert de cuivre (CCA) sont un type de circuit imprimé en aluminium qui comporte une couche de cuivre sur un substrat d'aluminium. Ce type de circuit imprimé combine les performances thermiques de l'aluminium et les performances électriques du cuivre, ce qui en fait un bon choix pour les applications à haute puissance où la dissipation de la chaleur est importante. PCB CCA sont généralement moins chers que les circuits imprimés en cuivre traditionnels et offrent une meilleure conductivité thermique que les circuits imprimés en FR4. Toutefois, ils peuvent être plus difficiles à fabriquer et nécessiter des techniques de traitement spéciales en raison des matériaux différents utilisés. 

Circuit imprimé hybride en aluminium

Les circuits imprimés hybrides en aluminium, également connus sous le nom de circuits imprimés à base de métaux mixtes, combinent la conductivité thermique de l'aluminium et la conductivité électrique du cuivre. Ils comportent une couche de cuivre laminée sur le substrat d'aluminium, qui offre une faible résistance thermique pour la dissipation de la chaleur tout en permettant des connexions électriques faciles. Ces cartes sont destinées aux applications où la radiofréquence est utilisée, comme dans les systèmes de communication et les appareils de télécommunication. Elles présentent également un bon fonctionnement thermique pour les circuits imprimés standard. Elles offrent le meilleur des deux mondes, en assurant une dissipation thermique efficace et d'excellentes performances électriques dans un seul circuit imprimé.

Circuits imprimés haute fréquence en aluminium

Les circuits imprimés en aluminium haute fréquence sont un type spécialisé de circuits imprimés en aluminium conçus pour fonctionner dans des applications haute fréquence. Ils possèdent un type spécifique de substrat optimisé pour les circuits haute fréquence, généralement constitué d'un matériau composite tel que le PTFE (polytétrafluoroéthylène) ou le PTFE chargé de céramique. Ce matériau de substrat a une faible constante diélectrique, ce qui lui permet de maintenir une impédance stable et cohérente sur une large gamme de fréquences.

En général, PCB haute fréquence L'aluminium est plus cher en raison de son utilisation dans des applications telles que les systèmes radar, les communications par satellite et les circuits numériques à grande vitesse. La conductivité thermique élevée de l'aluminium en fait un matériau idéal pour la dissipation de la chaleur dans les applications à haute puissance, ce qui est important pour maintenir la fiabilité et la longévité des circuits à haute fréquence. Si votre projet l'exige, FS Technology peut fabriquer des circuits imprimés à noyau d'aluminium haute fréquence à moindre coût.

PCB en cuivre lourd et en aluminium

Les circuits imprimés en aluminium à forte teneur en cuivre sont des circuits imprimés en aluminium dont les couches de cuivre sont plus épaisses que celles des circuits imprimés standard. Les couches de cuivre sur ces cartes peuvent aller de 3 onces à 10 onces ou plus, ce qui permet d'augmenter la capacité de transport du courant et d'améliorer la gestion thermique.

Ces circuits imprimés lourds en cuivre-aluminium sont généralement utilisés dans des applications à haute puissance qui génèrent des quantités importantes de chaleur, telles que l'électronique de puissance, les systèmes de contrôle industriels et les applications automobiles. Ils sont également utilisés dans des applications où la carte doit résister à des contraintes mécaniques élevées, comme dans les systèmes aérospatiaux et militaires.

Les circuits imprimés lourds en cuivre et en aluminium offrent plusieurs avantages par rapport aux circuits imprimés traditionnels, notamment une meilleure performance thermique, une capacité de transport de courant accrue et une meilleure résistance mécanique. Cependant, ils sont également plus chers à produire en raison du coût plus élevé des matériaux et des processus de fabrication.

Structure du circuit imprimé en aluminium

Couche de cuivre

La couche de cuivre est utilisée pour répartir le signal sur l'ensemble de la carte. Lorsque le courant passe dans le circuit, la chaleur générée se déplace vers le substrat d'aluminium et a une valeur élevée de facteurs de dissipation qui préserve les composants du circuit de l'effet de chauffage.

Couche diélectrique

Sous les couches de cuivre se trouve un matériau isolant appelé couche diélectrique. Ce matériau est de nature non conductrice et sert à faire passer la chaleur générée dans les couches de cuivre et à la faire transiter par un substrat d'aluminium qui dissipe la chaleur.

Couche de substrat

Le substrat est la couche de base située sous les couches d'isolation. Il peut être en aluminium ou en cuivre, mais les fonctions de cette couche dépendent des caractéristiques du substrat. Le substrat en aluminium permet d'utiliser les cartes dans des circuits où la dissipation thermique est nécessaire, car il peut améliorer la durée de vie des cartes en protégeant les composants de la chaleur.

Processus de fabrication des circuits imprimés en aluminium

Gravure sur cuivre

Les matériaux en cuivre utilisés dans la première étape de la création du cuivre (gravure) sont épais et le cuivre utilisé doit avoir des dimensions d'environ trois onces ou moins. La largeur du traçage doit tenir compte de la taille limitée des produits destinés à la fabrication de la planche fine.

Masque de soudure

Après la gravure du cuivre, un masque de soudure est imprimé et appliqué sur la surface de la carte. Une certaine précision est nécessaire pour réaliser des applications de masque de soudure précises et la taille du cuivre doit être correcte en fonction de la conception, faute de quoi l'impression du masque de soudure devient difficile.

Création de structures mécaniques

Trois processus différents de perçage, de moulage et de rainurage en V sont effectués au cours de cette étape. Ce processus doit être réalisé avec précision, car les erreurs peuvent entraîner une réduction de la résistance électrique de la carte. C'est pourquoi il convient d'utiliser des perceuses électriques de haute précision et de haute qualité.

Matériau d'isolation

Un matériau isolant est souvent appliqué sur le circuit imprimé de base en aluminium, ce qui réduit le mouvement de la chaleur vers les autres composants du circuit. Le substrat est présent à l'extrémité de la plaque d'aluminium.

Résumez

De nombreux détails sur les circuits imprimés en aluminium ont été expliqués dans cet article. En bref, un circuit imprimé en aluminium se compose essentiellement d'un substrat en aluminium avec une isolation en cuivre et des couches de masques de soudure. Il est le plus souvent utilisé pour des applications légères et des circuits nécessitant une gestion thermique élevée. Par conséquent, ce type de circuit imprimé est couramment utilisé dans l'industrie de l'éclairage et peut être appelé circuit imprimé à LED. En général, les circuits imprimés à base d'aluminium sont moins lourds et offrent une excellente conductivité à un prix raisonnable. Ils peuvent être conçus en une seule double couche, mais pas en couches multiples. Ces cartes sont également souvent utilisées dans les applications médicales, aéronautiques et spatiales.

FS Technology peut non seulement vous fournir des connaissances professionnelles, mais aussi vous assister dans le prototypage et la fabrication de circuits imprimés en aluminium. En outre, nous sommes en mesure de fabriquer des PCB en aluminium en grandes quantités. Si vous avez besoin de plus de services, choisir FS Technology sera le bon choix pour vous. Nos services service PCBA clé en main commence dès le moment où vous passez une commande.

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