aluminum base pcb manufacturer
Алюминиевая печатная плата

Алюминиевая печатная плата

Печатные платы с алюминиевым основанием - печатные платы с алюминием в качестве материала основания

Алюминиевая печатная плата также называется алюминиевая основа печатной платы, алюминиевая подложка, или Печатная плата с алюминиевым сердечником. Как следует из названия, это металлическая печатная плата, изготовленная из алюминия в качестве материала подложки, и она также является одним из видов изолированная металлическая подложка (ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА IMS). Впервые он был использован в 1970 году для изготовления гибридных ИС для усилительных схем, в год бума в электронной промышленности. Эти печатные платы состоят из ламинатов на основе металла с медным покрытием, что улучшает их изоляционные и теплопроводные свойства.

Структурная конфигурация алюминиевой печатной платы похожа на конфигурацию других печатных плат: сверху находится слой шелкографии для создания схемы, под ним - слой паяльной маски, а на подложке - медные слои. Сердечник платы может состоять из смеси стекловолокна и алюминия или других полностью металлических веществ. Обладая превосходными характеристиками теплоотдачи, алюминиевые печатные платы имеют теплопроводность обычно от 1 Вт/мК до 9 Вт/мК, что делает их идеальными для использования в светоизлучающих диодах со схемами преобразования энергии. В осветительной промышленности печатная плата для светодиодов на алюминиевом основании может поглощать тепло, выделяемое световым излучением, что повышает долговечность электронного оборудования и экономит компоненты схемы.

Производитель печатных плат с алюминиевым основанием - FS Technology

FS Technology - ведущая китайская под ключ алюминиевый поставщик услуг PCBA, что означает, что мы можем помочь Вам реализовать каждое звено в Производство печатных плат и Сборка печатной платы. Имея более чем 10-летний опыт работы, мы овладели навыками и технологиями, необходимыми для производства высококачественных алюминиевых печатных плат по низкой цене. Будучи признанным производителем, мы обзавелись огромной клиентурой, причем большинство наших клиентов - представители индустрии освещения. По некоторым из их специфических запросов многие из производимых плат являются односторонними алюминиевыми печатными платами. Разумеется, FS Technology предоставляет услуги по индивидуальной настройке, такие как жесткий, гибкий, сквозное отверстие и Двухсторонняя алюминиевая печатная плата, и т.д. Ниже приведены некоторые образцы, которые мы производим:

Производственные возможности

ХарактеристикаВозможности
Степень качестваСтандарты печатных плат IPC: 2
Количество заказовMOQ = 0: Принимайте прототипы, малые, средние и большие объемы изготовления алюминиевых печатных плат
Время выполнения2 дня - 5 недель (в зависимости от количества слоев и объема заказа)
Количество слоев1-6 слоев
Размер печатной платыMin 6×6 мм | Max 610×1200 мм
Толщина доски0,8 мм - 5,0 мм
Вес меди0,5 унции - 10,0 унций
Минимальная трассировка/расстояние4mil/4mil

Отделка поверхности

HASL, бессвинцовый HASL, ENIG, OSP и т.д.
Мин. кольцевое кольцо4 млн.
Минимальный диаметр сверлильного отверстия6 млн.

Ключ к производству высококачественных алюминиевых печатных плат

Специализированное оборудование для паяльной маски внешнего слоя

Имея большой опыт работы в индустрии освещения, мы обнаружили, что производственная панель для печатных плат, используемых в светодиодной продукции, намного длиннее, чем для традиционных печатных плат. Это делает традиционный производственный процесс непригодным для изготовления алюминиевых подложек. Традиционный метод печати половины изображения и ручного совмещения его со второй половиной не подходит для высокоскоростного производства.

Чтобы соответствовать требованиям высокоскоростного производства, FS Technologies использует оборудование для нанесения изображений в УФ-свете или оборудование, способное печатать изображения за один проход и затем отверждать их в УФ-печи. Это позволяет нам добиться точной регистрации и экономически эффективного производства этих алюминиевая печатная плата доски для светодиодов.

Автоматическое оборудование для V-образной резки

Устройство V-образной резки - это инструмент, используемый при изготовлении печатных плат, который создает V-образные канавки или V-образные вырезы вдоль поверхности платы. Эти V-образные канавки делаются с помощью вращающегося круглого лезвия, которое частично врезается в материал платы, оставляя неглубокую траншею. V-образные канавки служат в качестве линий предварительного разреза, облегчая отделение отдельных печатных плат с алюминиевой подложкой от большой производственной панели.

Однако традиционное оборудование для V-образной резки управляется вручную, что подходит для традиционных печатных плат FR-4, но не для крупносерийного производства алюминиевых печатных плат. Это может привести к отсутствию V-образных вырезов на панели, что может вызвать повреждения не менее 10%.

Опираясь на многолетний опыт производства, FS Technology разрабатывает для наших клиентов наиболее экономически эффективные массивы субплат. Чтобы избежать различных возможных сбоев, мы используем автоматизированное оборудование для v-образной резки алюминиевых подложек в больших объемах.

Большой штамповочный пресс для печатных плат

Печатные платы бывают разных форм и размеров, и если Вам нужна печатная плата с алюминиевой облицовкой и уникальными характеристиками, такими как слоты, большие отверстия, вырезы или круглые формы, традиционная механическая фрезеровка может оказаться не лучшим вариантом, поскольку она может быть очень дорогостоящей. Чтобы обеспечить экономичность и эффективность производства, рекомендуется сотрудничать с такими производителями, как FS Technology, у которых есть доступ к вырубным машинам весом более 40 тонн.

FS Technology может изготовить для клиентов сложные и нестандартные печатные платы, используя наши большие вырубные машины для печатных плат. Эта технология позволяет нам производить высококачественные печатные платы быстро и точно, значительно сокращая количество отходов и общие расходы. Поэтому, если Вам нужно индивидуальные алюминиевые печатные платы с уникальными характеристиками, сотрудничество с надежным производителем больших вырубных машин, таким как FS Technology, может обеспечить эффективное и экономичное решение.

Тест Hi-Pot в линии

У большинства наших клиентов есть общие требования к алюминиевым листам для печатных плат - они убедитесь, что продукт прошел тест на высокую температуру. Хотя провести этот тест несложно, большинство Факториs обычно проводят этот тест отдельно, и он не является частью процесса электрического тестирования. Однако в компании FS Technology мы включаем испытание hi-pot в программу электрических испытаний, что приводит к значительной экономии средств для наших клиентов.

Купить алюминиевую печатную плату или другие

В электронике используются различные типы печатных плат, но как выбрать правильную? Целесообразно ли приобретать алюминиевую печатную плату, или есть варианты получше? Смотрите дальше! FS Technology предоставляет ценную информацию об особенностях печатных плат с алюминиевой плакировкой, областях их применения и о том, как они сравниваются с другими типами плат.

Особенности печатной платы с алюминиевой подложкой

Преимущества

  • Экономичность: Алюминий дешевле других металлических материалов, и это делает его хорошим вариантом для экономичного производства;
  • Хорошая изоляция и механическая прочность: Алюминиевые печатные платы обладают превосходными изоляционными свойствами и механической прочностью, что делает их подходящим выбором для различных применений;
  • Высокая теплопроводность: Его теплопроводность составляет около 1 Вт/мК-9 Вт/мК, что гораздо выше, чем у традиционных печатных плат;
  • Низкий вес: Это сочетание малого веса и высокой прочности, алюминий легче металлических материалов, и он более надежен, чем другие материалы;
  • Способность рассеивать тепло: Являясь разновидностью металлических печатных плат, плата с алюминиевым сердечником обладает превосходными характеристиками теплоотвода, что позволяет ей продолжать работать при температуре около 150 °C без сбоев и продлевает срок службы электронного оборудования. Кроме того, в условиях высоких температур ее усадка составляет всего лишь около 3%;
  • Подходит для сборки: В FS Technology необходимые компоненты собираются на алюминиевой пластине с помощью Монтаж SMT, Сборка DIP, или смешанная сборка методы, что делает его идеальным выбором для маломощного SMT-оборудования.

Недостатки

  • Сложно изготовитьЕсли Ваш проект требует многослойная печатная платаВыбирать алюминий в качестве материала для подложки может быть невыгодно, поскольку его нелегко производить и обрабатывать;
  • Коррозия: Алюминий подвержен коррозии, вызываемой галоидными ионами, например, хлорид-ионами. Это может привести к повреждению печатной платы и компонентов на ней;
  • Ограниченное применениеДля высокочастотных приложений и высокоскоростных схем не рекомендуется использовать технологию FS. Для таких применений все больше людей предпочитают использовать материалы Rogers;

Применение печатных плат с алюминиевым сердечником

aluminum metal led pcba

Система освещения

Наиболее часто алюминиевые печатные платы применяются в светодиодном освещении, которое также является продуктом, который FS Technology обслуживает чаще всего. Светодиодные лампы выделяют значительное количество тепла при работе, и тонкий слой теплопроводного алюминия используется в качестве теплоотвода под электронными компонентами, чтобы сохранить светодиодные лампы холодными. Эти типы ПХД широко используются в различных приложениях, где требуются мощные светодиоды, например, в автомобильном освещении, уличном освещении и других промышленных приложениях.

Автомобили

Помимо использования в базовом светодиодном освещении, печатные платы с алюминиевым сердечником также могут применяться в таких электронных устройствах, как системы управления двигателем, информационно-развлекательные системы, источники питания и автомобильные датчики. Высокие уровни вибрации, ударов и других воздействий окружающей среды представляют значительную угрозу для компонентов в автомобильных приложениях, независимо от того, ездят ли они по ровным или ухабистым дорогам. В дополнение к более высокой механической прочности алюминия, использование технологии SMT для установки компонентов на плату еще больше повышает ее устойчивость к таким нагрузкам.

aluminum pcb factory

Система передачи энергии

Система передачи электроэнергии - это сеть электрических компонентов, используемых для передачи и распределения электроэнергии от генерирующих станций к потребителям. Система включает в себя высоковольтные линии электропередач, трансформаторы, переключатели и другие компоненты, используемые для регулирования и контроля потока электроэнергии через сеть. В этой системе печатная плата с алюминиевой основой играет важную роль, как для того, чтобы выдерживать различные нагрузки (высокая температура, высокое напряжение и большой ток), возникающие при создании системы электропередачи, передающей энергию на большие расстояния, так и для того, чтобы сделать этот процесс более эффективным и надежным.

Другие поля

  • Медицинская печатная плата: Рентгеновские аппараты, компьютерные томографы, датчики сердцебиения и аппараты МРТ;
  • Промышленная печатная плата: Зарядка аккумуляторов, контроллеры двигателей, системы автоматизации и панели управления;
  • Авиационная схема: Радар, навигация и системы связи;
  • Система безопасности: Детекторы, процессоры изображений;
  • Преобразователи питания: Преобразователи переменного тока в постоянный и постоянного тока в переменный.
  • Высокочастотные модуляторы: Осцилляторы, схемы усилителей, антенны, передатчики и спутниковая связь и т.д.

Сравнение с другими ПХБ

Алюминий против FR4

  • Материал: Алюминиевые печатные платы имеют металлический сердечник из алюминия, в то время как ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА FR4 Имеют сердцевину из эпоксидной смолы, армированной стекловолокном;
  • Терморегуляция: С точки зрения теплопроводности или теплоотдачи алюминиевые подложки превосходят все остальные. Это делает их более подходящими для мощных приложений;
  • СтоимостьАлюминий стоит дороже, и это не лучший выбор, если Вы более экономны;
  • Свойства изоляции: FR4 обладает лучшими изоляционными свойствами, чем алюминий, что делает их более подходящими для маломощных приложений, где изоляция имеет решающее значение;
  • Механическая прочность: Алюминий прочнее и долговечнее обычного FR4, что делает их более подходящими для приложений, где печатная плата может подвергаться механическим нагрузкам или вибрации;
  • Приложения: Алюминиевые печатные платы обычно используются в мощных светодиодных светильниках, системах передачи энергии и мощной электронике. Печатные платы FR4 чаще всего используются в маломощных приложениях, таких как компьютеры, телефоны и другая бытовая электроника;
  • ИзготавливаемостьТакую доску нелегко изготовить. Если только это не фабрика с профессиональным оборудованием, как FS Technology, это может привести к увеличению стоимости из-за производственных неудач. Однако печатные платы, использующие FR-4 в качестве материала подложки, не имеют этой проблемы, и клиенты могут создавать больше слоев в соответствии с потребностями приложения.

Алюминий против керамики

  • Тепловое расширение: Несмотря на то, что оба устройства обладают превосходной теплопроводностью и способностью рассеивать тепло, они используются в приложениях, выделяющих большое количество тепла, Керамическая печатная плата имеет лучшее значение коэффициента теплового расширения.
  • Цена: Керамические печатные платы гораздо дороже в производстве, поэтому электроника, используемая в них, более дорогая и громоздкая.
  • Внутренняя структура: Структура керамической схемы похожа на сэндвич-пирог: керамический слой, медный слой, керамический слой. В алюминиевых печатных платах используются медный диэлектрик и алюминиевая подложка. Существенное отличие в структуре заключается в том, что в керамической печатной плате нет диэлектрического слоя.
  • Механическая прочность: Алюминиевые подложки прочнее и долговечнее керамических.
  • Сложность производства: Производство керамических печатных плат требует более сложного оборудования и профессиональных инструментов.

Алюминий против меди

  • Медные печатные платы дороже алюминиевых при тех же обстоятельствах;
  • Металлические печатные платы обладают хорошей тепло- и электропроводностью, но медь сильнее алюминия в этом отношении и способна пропускать больший ток, поэтому ее часто используют в мощных приложениях;
  • Хотя в печатных платах используются медные слои, алюминий предпочтительнее из-за небольших размеров и меньшего веса плат;
  • Сопротивление, обеспечиваемое медью, в меньшей степени используется для схем, где требуется меньшее сопротивление, чем для печатных плат на алюминиевой основе;
  • В случае плат с металлическим сердечником имеется металлический сердечник с медными слоями, в то время как алюминиевые печатные платы имеют паяльную маску, которая не лежит на плате с металлическим сердечником.

Производство алюминиевых печатных плат

Узнав о преимуществах и сферах применения печатных плат на основе алюминия, Вы, возможно, уже подумываете о том, чтобы использовать их в своем проекте. Чтобы помочь Вам добиться максимальной эффективности, компания FS Technology готова предоставить дополнительные инструкции и поддержку.

Типы алюминиевых печатных плат

Стандартная алюминиевая печатная плата

Стандартная алюминиевая печатная плата, также известная как Плакированная алюминием печатная платаэто печатная плата на основе тонкого слоя теплопроводящего алюминия. Стандартные алюминиевые печатные платы более экономичны по сравнению с другими, и они широко используются в различных отраслях промышленности, таких как светодиодное освещение, источники питания и автомобильные системы. Как правило, толщина стандартной печатной платы составляет 0,8-3,0 мм, а теплопроводность - 1,0-3,0 Вт/мК.

Алюминиевая печатная плата с медным покрытием

Алюминиевые печатные платы с медным покрытием (CCA) - это тип алюминиевых печатных плат, в которых слой меди нанесен поверх алюминиевой подложки. Этот тип печатных плат сочетает в себе тепловые характеристики алюминия и электрические характеристики меди, что делает его хорошим выбором для мощных приложений, где важен отвод тепла. ПХБ CCA обычно стоят дешевле, чем традиционные медные печатные платы, и обладают лучшей теплопроводностью, чем печатные платы FR4. Однако они могут быть сложнее в изготовлении и могут требовать специальных технологий обработки из-за использования разнородных материалов. 

Гибридная алюминиевая печатная плата

Гибридные алюминиевые печатные платы, также известные как печатные платы из смешанных металлов, сочетают в себе теплопроводность алюминия и электропроводность меди. Медный слой ламинирован на алюминиевую подложку, что обеспечивает низкое тепловое сопротивление для отвода тепла и в то же время позволяет легко выполнять электрические соединения. Эти платы предназначены для применений, где используются радиочастоты, например, в системах связи и телекоммуникационных устройствах. Они также обладают хорошими тепловыми характеристиками для стандартных печатных плат. Они предлагают лучшее из двух миров, обеспечивая эффективное рассеивание тепла и отличные электрические характеристики в одной печатной плате.

Высокочастотная алюминиевая печатная плата

Высокочастотные алюминиевые печатные платы - это специализированный тип алюминиевых печатных плат, предназначенных для работы в высокочастотных приложениях. Они имеют особый тип материала подложки, оптимизированный для высокочастотных схем, обычно изготовленный из композитного материала, такого как PTFE (политетрафторэтилен) или PTFE с керамическим наполнителем. Этот материал подложки имеет низкую диэлектрическую проницаемость, что позволяет ему поддерживать стабильный и постоянный импеданс в широком диапазоне частот.

В целом, высокочастотная печатная плата дороже из-за их использования в таких приложениях, как радарные системы, спутниковая связь и высокоскоростные цифровые схемы. Высокая теплопроводность алюминия делает его идеальным материалом для отвода тепла в мощных приложениях, что важно для поддержания надежности и долговечности высокочастотных схем. Если Ваш проект требует этого, FS Technology может изготовить высокочастотные печатные платы с алюминиевым сердечником по более низкой цене.

Тяжелая медная алюминиевая печатная плата

Алюминиевые печатные платы с толстым медным слоем относятся к алюминиевым печатным платам, которые имеют более толстый медный слой, чем стандартные печатные платы. Толщина медных слоев на таких платах может составлять от 3 унций до 10 унций и более, что обеспечивает повышенную способность пропускать ток и улучшенную терморегуляцию.

Эти тяжелые медно-алюминиевые печатные платы обычно используются в мощных приложениях, выделяющих значительное количество тепла, таких как силовая электроника, промышленные системы управления и автомобильные приложения. Они также используются в приложениях, где плата должна выдерживать высокие механические нагрузки, например, в аэрокосмических и военных системах.

Тяжелые медно-алюминиевые печатные платы обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными печатными платами, включая улучшенные тепловые характеристики, повышенную способность пропускать ток и лучшую механическую прочность. Однако их производство также обходится дороже из-за более высокой стоимости материалов и производственных процессов.

Структура алюминиевой печатной платы

Copper Layer

The copper layer is used to spread the signal over the complete board. When current is passing in the circuit, the heat generated moves to the aluminum substrate and has a high value of dissipation factors that saves the components of the circuit from the heating effect.

Dielectric Layer

Below the copper layers, there is insulating material called a dielectric layer. This material is non-conductive in nature and is used to get the heat generated into the copper layers and transit to an aluminum substrate that dissipates the heat.

Substrate Layer

The substrate is known as the base layer below the insulation layers. It can be aluminum or copper as well but the functions of this layer depend on the features of the substrate. Aluminum substrate helps to use boards in circuits where thermal dissipation is needed as it can enhance the operation life of boards since it saves components from heat.

Aluminum PCB Manufacturing Process​

Copper Etching

The copper materials used in the first step for copper creation (etching) are thick and the copper used must have dimensions of about three ounces or less. The tracing width must be under consideration for the limited size of the products designed to make the fine board.

Паяльная маска

After the copper etching, a solder mask is printed and applied to the surface of the board. There must be some precision made to perform accurate solder mask applications and the copper size must be correct according to the design, otherwise, soldering mask printing becomes difficult.

Mechanical Structure Creation

Three different processes of drilling, moulding and V scoring are done in this step. This process must be done precisely as errors could cause a reduction in the electrical strength of the board. For this purpose, high-precision & high-quality electrical drilling must be used.

Insulation material

Insulation material is often applied on the aluminum base PCB which reduces the heat movement to the other components of the board. The substrate material is present at the end of the aluminum plate.

Резюмируйте

Many details about aluminum printed circuit boards have been explained in this article and in short, an aluminum PCB basically consists of an aluminum substrate with copper insulation and solder mask layers. It is most commonly used for lightweight applications and circuits where high thermal management is needed. As a result, this PCB type is commonly used in the lighting industry and may be referred to as LED PCBs. In general, aluminium based PCB offers less weight and excellent conductivity with reasonable price features. It can be designed in a single double layer but can not be for multiple layers. These boards are also often used in medical aviation and space instrument applications.

FS Technology can not only provide you with professional knowledge but can additionally assist in aluminum PCB prototyping and manufacturing. In addition, we offer the capability to manufacturer aluminum PCBs in large quantities. If you need more services, choosing FS Technology will be the right choice for you. Our turnkey PCBA service starts from the moment you place an order.

Get Aluminum PCB Quotes