produttore di pcb con base in alluminio
PCB in alluminio

PCB in alluminio

PCB a base di alluminio - Schede a circuito stampato con alluminio come materiale di supporto.

PCB in alluminio è anche chiamato PCB con base in alluminio, substrato di alluminio, o PCB con nucleo in alluminio. Come suggerisce il nome, si tratta di un circuito stampato metallico realizzato in alluminio come materiale di supporto. substrato metallico isolato (PCB IMS). È stato utilizzato per la prima volta nel 1970 per realizzare circuiti integrati ibridi per amplificatori, in un anno di boom per l'industria elettronica. Questi circuiti sono costituiti da laminati rivestiti di rame a base metallica, che ne migliorano le proprietà isolanti e di conducibilità termica.

La configurazione strutturale del circuito stampato in alluminio è simile a quella di altri circuiti, con uno strato di serigrafia nella parte superiore per la creazione del circuito, uno strato di maschera di saldatura sotto di esso e strati di rame sul substrato. Il nucleo della scheda può essere costituito da una miscela di fibra di vetro e alluminio o da altre sostanze completamente metalliche. Grazie alle eccellenti prestazioni di dissipazione del calore, i circuiti stampati in alluminio hanno una conducibilità termica che varia tipicamente da 1W/mK a 9W/mK, il che li rende ideali per l'uso nei diodi a emissione luminosa con circuiti di conversione di potenza. Nell'industria dell'illuminazione, il PCB LED con base in alluminio è in grado di assorbire il calore emesso dall'emissione luminosa, migliorando la durata delle apparecchiature elettroniche e risparmiando i componenti del circuito.

Base in alluminio PCB Manufacturer-FS Technology

FS Technology è il leader cinese chiavi in mano fornitore di servizi PCBA in alluminio, il che significa che siamo in grado di aiutarvi a realizzare ogni collegamento in Produzione di PCB e Assemblaggio di PCB. Con oltre 10 anni di esperienza, abbiamo acquisito le competenze e la tecnologia necessarie per produrre circuiti stampati in alluminio di alta qualità a costi inferiori. In qualità di produttore affermato, abbiamo acquisito una vasta clientela, la maggior parte della quale proviene dall'industria dell'illuminazione. Per diverse loro richieste specifiche, molte delle schede prodotte sono PCB in alluminio a singolo lato. Naturalmente, FS Technology fornisce servizi di personalizzazione personalizzati, come ad esempio rigido, flessibile, foro passante e PCB in alluminio a doppia faccia, ecc. Di seguito sono riportati alcuni dei campioni da noi prodotti:

Capacità di produzione

CaratteristicaCapacità
Grado di qualitàStandard IPC per i PCB: 2
Quantità d'ordineMOQ = 0: accettare prototipo, volume basso, volume medio e volume elevato di fabbricazione di PCB in alluminio
Tempi di consegna2 giorni - 5 settimane (a seconda del numero di strati e della quantità ordinata)
Numero di strati1-6 strati
Dimensioni del PCBMin 6×6 mm | Max 610×1200 mm
Spessore del pannello0,8 mm - 5,0 mm
Peso del rame0,5 oz - 10,0 oz
Tracciamento/distanza minima4mil/4mil

Finitura superficiale

HASL, HASL senza piombo, ENIG, OSP, ecc.
Anello anulare min.4mil
Diametro minimo del foro di perforazione6mil

Chiave per la produzione di PCB in alluminio di alta qualità

Attrezzatura dedicata per la maschera di saldatura dello strato esterno

Dopo un'ampia esperienza al servizio dell'industria dell'illuminazione, abbiamo scoperto che il pannello di produzione dei circuiti stampati utilizzati nei prodotti LED è molto più lungo di quello utilizzato per i PCB tradizionali. Questo rende il processo di produzione tradizionale inadatto alla produzione di substrati in alluminio. Il metodo convenzionale di stampare metà immagine e allinearla manualmente con la seconda metà non è adatto alla produzione ad alta velocità.

Per soddisfare le esigenze di una produzione ad alta velocità, FS Technologies utilizza apparecchiature di imaging a luce UV o apparecchiature in grado di serigrafare le immagini in un unico passaggio e di polimerizzarle successivamente con un forno UV. Questo ci permette di ottenere una registrazione precisa e una produzione economicamente vantaggiosa di questi prodotti. PCB in alluminio tavole per i LED.

Attrezzatura automatica per il taglio a V

Un dispositivo di taglio a V è uno strumento utilizzato nella fabbricazione di circuiti stampati che crea scanalature a V o tagli a V lungo la superficie della scheda. Queste scanalature a V vengono realizzate utilizzando una lama circolare rotante che taglia parzialmente il materiale della scheda, lasciando una fossa poco profonda. Le scanalature a V servono come linee di pretaglio, rendendo più facile separare i singoli PCB con supporto in alluminio da un pannello di produzione più grande.

Tuttavia, le apparecchiature tradizionali per il taglio a V sono azionate manualmente e sono adatte per i PCB FR-4 tradizionali, ma non per la produzione di PCB in alluminio in grandi volumi. Ciò può comportare la mancanza di tacche a V sul pannello, che può causare un tasso di danneggiamento di almeno 10%.

Avvalendosi di anni di esperienza nella produzione, FS Technology progetta per i propri clienti la serie di schede secondarie più conveniente. Per evitare possibili guasti, utilizziamo apparecchiature automatiche per il taglio a V di substrati di alluminio per grandi volumi.

Punzonatrice per PCB di grandi dimensioni

Le schede a circuito stampato sono disponibili in varie forme e dimensioni e, se avete bisogno di PCB rivestiti in alluminio con caratteristiche uniche come fessure, fori grandi, ritagli o forme circolari, il routing meccanico tradizionale potrebbe non essere l'opzione migliore, in quanto può essere molto costoso. Per garantire l'economicità e l'efficienza della produzione, è consigliabile collaborare con produttori come FS Technology che hanno accesso a punzonatrici di dimensioni superiori a 40 tonnellate.

FS Technology è in grado di produrre PCB complessi e irregolari per i clienti utilizzando le nostre punzonatrici per PCB di grandi dimensioni. Questa tecnologia ci permette di produrre PCB di alta qualità in modo rapido e preciso, riducendo significativamente gli scarti e i costi complessivi. Pertanto, se avete bisogno di PCB in alluminio personalizzati con caratteristiche uniche, la collaborazione con un produttore affidabile di punzonatrici di grandi dimensioni come FS Technology può fornire una soluzione efficiente ed economica.

Test Hi-Pot in linea

La maggior parte dei nostri clienti ha un requisito comune per le proprie lastre di alluminio per circuiti stampati - sono assicurarsi che il prodotto sia stato sottoposto a un test hi-pot. Anche se non è difficile eseguire questo test, la maggior parte delle fattoriales In genere, il test viene eseguito separatamente e non fa parte del processo di collaudo elettrico. Noi di FS Technology, invece, includiamo il test hi-pot nella nostra configurazione di test elettrici, con un notevole risparmio per i nostri clienti.

Acquista PCB in alluminio o altri

Nelle applicazioni elettroniche si utilizzano vari tipi di schede elettroniche, ma come scegliere quella giusta? È consigliabile acquistare un circuito stampato in alluminio o esistono opzioni migliori? Non cercate oltre! FS Technology fornisce preziose informazioni sulle caratteristiche dei PCB rivestiti in alluminio, sui loro campi di applicazione e sul loro confronto con altri tipi di schede.

Caratteristiche del PCB con substrato in alluminio

Vantaggi

  • Efficiente dal punto di vista dei costi: L'alluminio è più economico rispetto ad altri materiali metallici e questo lo rende una buona opzione per una produzione economicamente vantaggiosa;
  • Buon isolamento e resistenza meccanica: Le schede PCB in alluminio hanno eccellenti proprietà di isolamento e resistenza meccanica, che le rendono una scelta adatta per varie applicazioni;
  • Alta conducibilità termica: La sua conducibilità termica è di circa 1W/mK-9W/mK, molto superiore a quella dei circuiti stampati tradizionali;
  • Peso ridotto: Grazie alla combinazione di peso ridotto e resistenza elevata, l'alluminio è più leggero dei materiali metallici ed è più affidabile di altri materiali;
  • Capacità di dissipazione del calore: Come tipo di PCB metallico, la scheda con nucleo in alluminio ha prestazioni superiori di dissipazione del calore, che le consentono di continuare a lavorare a una temperatura di circa 150 °C senza guasti e di prolungare la vita utile delle apparecchiature elettroniche. Inoltre, il suo tasso di ritiro è solo di circa 3% in condizioni di alta temperatura;
  • Adatto al montaggio: Presso la FS Technology, i componenti necessari vengono assemblati sulla piastra di alluminio usando Assemblaggio SMT, Assemblaggio DIP, o assemblaggio misto e quindi è la scelta ideale per le apparecchiature SMT a bassa potenza.

Svantaggi

  • Difficile da realizzareSe il progetto richiede PCB multistratoLa scelta dell'alluminio come materiale di supporto può essere svantaggiosa, perché non è facile da produrre e lavorare;
  • Corrosione: L'alluminio è vulnerabile alla corrosione causata dagli ioni alogenuri, come gli ioni cloruro. Ciò può danneggiare il PCB e i componenti in esso contenuti;
  • Applicazioni limitatePer le applicazioni ad alta frequenza e i circuiti ad alta velocità, l'uso della tecnologia FS è sconsigliato. Per queste applicazioni, si preferisce utilizzare i materiali Rogers;

Applicazione del PCB con anima in alluminio

alluminio metallo led pcba

Sistema di illuminazione

L'applicazione più comune dei PCB in alluminio è l'illuminazione a LED, che è anche il prodotto che FS Technology serve maggiormente. Le luci a LED generano una notevole quantità di calore quando sono in funzione e un sottile strato di alluminio termoconduttivo viene utilizzato come dissipatore di calore sotto i componenti elettronici per mantenere fresche le luci a LED. Questi tipi di PCB sono comunemente utilizzati in varie applicazioni che richiedono LED ad alta potenza, come l'illuminazione automobilistica, l'illuminazione stradale e altre applicazioni industriali.

Automotive

Oltre che nell'illuminazione a LED di base, i PCB con anima in alluminio possono essere impiegati anche in dispositivi elettronici come sistemi di gestione del motore, sistemi di infotainment, alimentatori e sensori automobilistici. Alti livelli di vibrazioni, urti e altre sollecitazioni ambientali rappresentano una minaccia significativa per i componenti delle applicazioni automobilistiche, sia che si guidi su strade piane che su strade dissestate. Oltre alla maggiore resistenza meccanica dell'alluminio, l'uso della tecnologia SMT per installare i componenti sulla scheda ne aumenta ulteriormente la resistenza a questi fattori di stress.

fabbrica di pcb in alluminio

Sistema di trasmissione di potenza

Un sistema di trasmissione dell'elettricità è una rete di componenti elettrici utilizzati per trasmettere e distribuire l'elettricità dagli impianti di generazione ai consumatori. Il sistema comprende linee elettriche ad alta tensione, trasformatori, interruttori e altri componenti utilizzati per regolare e controllare il flusso di elettricità attraverso la rete. In questo sistema, il PCB con supporto in alluminio svolge un ruolo importante, sia per sopportare le varie sollecitazioni (alta temperatura, alta tensione e alta corrente) ricevute dalla costruzione del sistema di trasmissione di energia che trasmette energia su lunghe distanze, sia per rendere il processo più efficiente e affidabile.

Altri campi

  • PCB medicale: Macchine a raggi X, scanner TC, sensori di battito cardiaco e macchine per la risonanza magnetica;
  • PCB industriale: Carica batterie, controllori di motori, sistemi di automazione e pannelli di controllo;
  • Circuito aeronautico: Sistemi radar, di navigazione e di comunicazione;
  • Sistema di sicurezza: Rivelatori, processori di immagini;
  • Convertitori di potenza: Convertitori da CA a CC e da CC a CA.
  • Modulatori ad alta frequenza: Oscillatori, circuiti di amplificazione, antenne, trasmettitori e comunicazioni satellitari, ecc.

Confronto con altri PCB

Alluminio vs FR4

  • Materiale: I circuiti stampati in alluminio hanno un'anima metallica in alluminio, mentre i circuiti stampati in alluminio hanno un'anima metallica in alluminio. PCB FR4 hanno un'anima in resina epossidica rinforzata con fibra di vetro;
  • Gestione termica: Sia in termini di conduttività termica che di dissipazione del calore, i substrati di alluminio sono superiori. Questo li rende più adatti alle applicazioni ad alta potenza;
  • CostoL'alluminio è più costoso e non è la scelta migliore per chi è più attento ai costi;
  • Proprietà dell'isolamento: Gli FR4 hanno proprietà isolanti migliori rispetto all'alluminio, il che li rende più adatti alle applicazioni a bassa potenza in cui l'isolamento è fondamentale;
  • Resistenza meccanica: L'alluminio è più resistente e durevole del tradizionale FR4, il che lo rende più adatto alle applicazioni in cui il PCB può essere soggetto a sollecitazioni meccaniche o vibrazioni;
  • Applicazioni: I PCB in alluminio sono comunemente utilizzati nell'illuminazione a LED ad alta potenza, nei sistemi di trasmissione di energia e nell'elettronica ad alta potenza. I PCB FR4 sono più comunemente utilizzati in applicazioni a bassa potenza come computer, telefoni e altri dispositivi elettronici di consumo;
  • ProduttivitàQuesto tipo di scheda non è facile da produrre. A meno che non si tratti di una fabbrica con attrezzature professionali come FS Technology, il costo potrebbe aumentare a causa di errori di produzione. Tuttavia, i PCB che utilizzano l'FR-4 come materiale di substrato non presentano questo problema e i clienti possono creare più strati in base alle esigenze applicative.

Alluminio vs. ceramica

  • Espansione termica: Entrambi hanno un'eccellente conduttività termica e capacità di dissipazione del calore e vengono utilizzati in applicazioni che generano molto calore, PCB in ceramica ha un valore migliore per il coefficiente di espansione termica.
  • Prezzo: I circuiti stampati in ceramica sono molto più costosi da produrre, quindi i componenti elettronici utilizzati sono più costosi e più ingombranti.
  • Struttura interna: La struttura di un circuito ceramico è simile a quella di un sandwich: strato di ceramica, strato di rame, strato di ceramica. I PCB in alluminio utilizzano dielettrici in rame e substrati in alluminio. La differenza essenziale nella struttura è che nel PCB ceramico non c'è uno strato dielettrico.
  • Resistenza meccanica: I substrati in alluminio sono più resistenti e durevoli di quelli in ceramica.
  • Difficoltà di produzione: La produzione di PCB ceramici richiede attrezzature più sofisticate e strumenti professionali.

Alluminio vs. rame

  • A parità di condizioni, i PCB in rame sono più costosi di quelli in alluminio;
  • I PCB metallici hanno una buona conducibilità termica ed elettrica, ma il rame è più resistente dell'alluminio in questo senso e può far passare più corrente, quindi viene spesso utilizzato in applicazioni ad alta potenza;
  • Sebbene per i circuiti stampati si utilizzino strati più grandi di rame, l'alluminio è preferito per le sue dimensioni ridotte e il peso inferiore delle schede;
  • La resistenza offerta dal rame è meno utilizzata per i circuiti in cui è richiesta una natura meno resistiva rispetto ai PCB con base in alluminio;
  • Nel caso delle schede con anima in metallo, c'è un'anima metallica utilizzata con strati di rame, mentre le PCB in alluminio hanno una maschera di saldatura che non si trova nella scheda con anima in metallo.

Produzione di PCB in alluminio

Dopo aver appreso i vantaggi e le applicazioni dei PCB a base di alluminio, potreste già pensare di utilizzarli per il vostro progetto. Per aiutarvi a massimizzare le loro prestazioni, FS Technology è qui per fornirvi ulteriori istruzioni e supporto.

Tipi di PCB in alluminio

PCB standard in alluminio

Il PCB standard in alluminio, noto anche come PCB rivestito in alluminioè un circuito stampato basato su un sottile strato di alluminio termicamente conduttivo. I circuiti stampati standard in alluminio sono più economici rispetto ad altri e sono ampiamente utilizzati in vari settori, come l'illuminazione a LED, gli alimentatori e i sistemi automobilistici. In genere, una basetta standard ha uno spessore di 0,8-3,0 mm e una conducibilità termica di 1,0-3,0W/mK.

PCB in alluminio rivestito in rame

I PCB in alluminio rivestiti di rame (CCA) sono un tipo di PCB in alluminio con uno strato di rame sopra un substrato di alluminio. Questo tipo di PCB combina le prestazioni termiche dell'alluminio con quelle elettriche del rame, rappresentando una buona scelta per le applicazioni ad alta potenza in cui è importante la dissipazione del calore. CCA PCB sono in genere meno costosi dei tradizionali PCB in rame e offrono una migliore conducibilità termica rispetto ai PCB FR4. Tuttavia, possono essere più difficili da fabbricare e possono richiedere tecniche di lavorazione speciali a causa dei materiali dissimili utilizzati. 

PCB ibrido in alluminio

I PCB ibridi in alluminio, noti anche come PCB a base metallica mista, combinano la conduttività termica dell'alluminio con la conduttività elettrica del rame. Hanno uno strato di rame laminato sul substrato di alluminio, che fornisce un percorso a bassa resistenza termica per la dissipazione del calore, consentendo allo stesso tempo facili connessioni elettriche. Queste schede sono destinate ad applicazioni in cui viene utilizzata la radiofrequenza, come nei sistemi di comunicazione e nei dispositivi di telecomunicazione. Hanno anche un buon funzionamento termico per i circuiti stampati standard. Offrono il meglio di entrambi i mondi, fornendo un'efficiente dissipazione del calore ed eccellenti prestazioni elettriche in un unico PCB.

PCB in alluminio ad alta frequenza

I PCB in alluminio ad alta frequenza sono un tipo specializzato di PCB in alluminio progettato per funzionare in applicazioni ad alta frequenza. Hanno un tipo specifico di materiale di substrato ottimizzato per i circuiti ad alta frequenza, in genere costituito da un materiale composito come il PTFE (politetrafluoroetilene) o il PTFE caricato con ceramica. Questo materiale del substrato ha una bassa costante dielettrica, che gli consente di mantenere un'impedenza stabile e costante in un'ampia gamma di frequenze.

In generale, PCB ad alta frequenza è più costoso a causa del suo utilizzo in applicazioni come i sistemi radar, le comunicazioni satellitari e i circuiti digitali ad alta velocità. L'elevata conducibilità termica dell'alluminio lo rende un materiale ideale per la dissipazione del calore nelle applicazioni ad alta potenza, importante per mantenere l'affidabilità e la longevità dei circuiti ad alta frequenza. Se il vostro progetto lo richiede, FS Technology è in grado di produrre circuiti stampati con nucleo in alluminio ad alta frequenza a un costo inferiore.

PCB in alluminio e rame pesante

I PCB in alluminio con rame pesante si riferiscono a schede di circuito in alluminio con strati di rame più spessi rispetto ai PCB standard. Gli strati di rame di queste schede possono variare da 3 a 10 once o più, garantendo una maggiore capacità di trasporto della corrente e una migliore gestione termica.

Questi PCB pesanti in rame e alluminio sono tipicamente utilizzati in applicazioni ad alta potenza che generano notevoli quantità di calore, come l'elettronica di potenza, i sistemi di controllo industriali e le applicazioni automobilistiche. Vengono utilizzati anche in applicazioni in cui la scheda deve sopportare elevate sollecitazioni meccaniche, come nei sistemi aerospaziali e militari.

I PCB pesanti in rame e alluminio offrono diversi vantaggi rispetto ai PCB tradizionali, tra cui migliori prestazioni termiche, maggiore capacità di trasporto di corrente e migliore resistenza meccanica. Tuttavia, sono anche più costosi da produrre a causa del maggior costo dei materiali e dei processi di produzione.

Struttura del PCB in alluminio

Strato di rame

Lo strato di rame viene utilizzato per diffondere il segnale su tutta la scheda. Quando la corrente passa nel circuito, il calore generato si sposta sul substrato di alluminio e ha un alto valore di fattori di dissipazione che salva i componenti del circuito dall'effetto del riscaldamento.

Strato dielettrico

Al di sotto degli strati di rame si trova un materiale isolante chiamato strato dielettrico. Questo materiale è di natura non conduttiva e serve a far passare il calore generato negli strati di rame e a farlo transitare verso un substrato di alluminio che dissipa il calore.

Strato di substrato

Il substrato è noto come lo strato di base al di sotto degli strati isolanti. Può essere di alluminio o di rame, ma le funzioni di questo strato dipendono dalle caratteristiche del substrato. Il substrato di alluminio aiuta a utilizzare le schede nei circuiti in cui è necessaria la dissipazione termica, in quanto può migliorare la durata di funzionamento delle schede, poiché protegge i componenti dal calore.

Processo di produzione dei PCB in alluminio

Incisione su rame

I materiali di rame utilizzati nella prima fase di creazione del rame (incisione) sono spessi e il rame utilizzato deve avere dimensioni di circa tre once o meno. La larghezza della tracciatura deve essere tenuta in considerazione per le dimensioni limitate dei prodotti destinati alla realizzazione della tavola fine.

Maschera di saldatura

Dopo l'incisione del rame, viene stampata una maschera di saldatura e applicata sulla superficie della scheda. Per eseguire applicazioni accurate della maschera di saldatura è necessaria una certa precisione e le dimensioni del rame devono essere corrette in base al progetto, altrimenti la stampa della maschera di saldatura diventa difficile.

Creazione di strutture meccaniche

In questa fase si eseguono tre diversi processi di foratura, stampaggio e incisione a V. Questo processo deve essere eseguito con precisione, poiché eventuali errori potrebbero causare una riduzione della resistenza elettrica della scheda. A tal fine, è necessario utilizzare una foratura elettrica di alta precisione e qualità.

Materiale isolante

Sul PCB di base in alluminio viene spesso applicato del materiale isolante che riduce il movimento del calore verso gli altri componenti della scheda. Il materiale di supporto è presente all'estremità della piastra di alluminio.

Riassumere

In questo articolo sono stati spiegati molti dettagli sui circuiti stampati in alluminio; in breve, un circuito stampato in alluminio consiste essenzialmente in un substrato di alluminio con strati di isolamento in rame e maschera di saldatura. È più comunemente utilizzato per applicazioni leggere e circuiti in cui è necessaria un'elevata gestione termica. Di conseguenza, questo tipo di PCB è comunemente utilizzato nell'industria dell'illuminazione e può essere indicato come PCB LED. In generale, i PCB a base di alluminio offrono un peso ridotto e un'eccellente conduttività con caratteristiche di prezzo ragionevoli. Può essere progettato in un singolo doppio strato, ma non può essere a più strati. Queste schede sono spesso utilizzate anche nell'aviazione medica e nelle applicazioni di strumentazione spaziale.

FS Technology non solo può fornirvi conoscenze professionali, ma può anche assistervi nella prototipazione e nella produzione di PCB in alluminio. Inoltre, siamo in grado di produrre PCB in alluminio in grandi quantità. Se avete bisogno di altri servizi, scegliere FS Technology sarà la scelta giusta per voi. Il nostro servizio PCBA chiavi in mano inizia dal momento in cui si effettua un ordine.

Preventivi per PCB in alluminio