Bahagian Satu: Apakah Aluminium PCB?
Substrat aluminium ialah sejenis papan bersalut tembaga berasaskan logam dengan fungsi pelesapan haba yang sangat baik.Secara amnya, papan satu sisi terdiri daripada tiga lapisan: lapisan litar (kerajang tembaga), lapisan penebat, dan lapisan asas logam.Untuk aplikasi mewah, terdapat juga reka bentuk bermuka dua dengan struktur lapisan litar, lapisan penebat, asas aluminium, lapisan penebat dan lapisan litar.Sebilangan kecil aplikasi melibatkan papan berbilang lapisan, yang boleh dibuat dengan mengikat papan berbilang lapisan biasa dengan lapisan penebat dan tapak aluminium.
Substrat aluminium satu sisi: Ia terdiri daripada satu lapisan lapisan corak konduktif, bahan penebat dan plat aluminium (substrat).
Substrat aluminium dua sisi: Ia melibatkan dua lapisan lapisan corak konduktif, bahan penebat dan plat aluminium (substrat) yang disusun bersama.
Papan litar aluminium bercetak berbilang lapisan: Ia adalah papan litar bercetak yang dibuat dengan melamina dan mengikat tiga atau lebih lapisan lapisan corak konduktif, bahan penebat dan plat aluminium (substrat) bersama-sama.
Dibahagikan dengan kaedah rawatan permukaan:
Papan bersalut emas (Emas nipis kimia, Emas tebal kimia, Penyaduran emas terpilih)
Bahagian Kedua: Prinsip Kerja Substrat Aluminium
Peranti kuasa dipasang di permukaan pada lapisan litar.Haba yang dihasilkan oleh peranti semasa operasi dijalankan dengan pantas melalui lapisan penebat ke lapisan asas logam, yang kemudiannya menghilangkan haba, mencapai pelesapan haba untuk peranti.
Berbanding dengan FR-4 tradisional, substrat aluminium boleh meminimumkan rintangan haba, menjadikannya konduktor haba yang sangat baik.Berbanding dengan litar seramik filem tebal, ia juga mempunyai sifat mekanikal yang unggul.
Di samping itu, substrat aluminium mempunyai kelebihan unik berikut:
- Pematuhan dengan keperluan RoH
- Kebolehsuaian yang lebih baik kepada proses SMT
- Pengendalian resapan haba yang berkesan dalam reka bentuk litar untuk mengurangkan suhu operasi modul, memanjangkan jangka hayat, meningkatkan ketumpatan kuasa dan kebolehpercayaan
- Pengurangan dalam pemasangan sink haba dan perkakasan lain, termasuk bahan antara muka haba, menghasilkan volum produk yang lebih kecil dan perkakasan dan kos pemasangan yang lebih rendah, serta gabungan kuasa dan litar kawalan yang optimum
- Penggantian substrat seramik yang rapuh untuk ketahanan mekanikal yang lebih baik
Bahagian Tiga: Komposisi Substrat Aluminium
1. Lapisan Litar
Lapisan litar (biasanya menggunakan kerajang kuprum elektrolitik) terukir untuk membentuk litar bercetak, digunakan untuk pemasangan komponen dan sambungan.Berbanding dengan FR-4 tradisional, dengan ketebalan dan lebar garisan yang sama, substrat aluminium boleh membawa arus yang lebih tinggi.
2. Lapisan Penebat
Lapisan penebat ialah teknologi utama dalam substrat aluminium, berfungsi terutamanya untuk lekatan, penebat, dan pengaliran haba.Lapisan penebat substrat aluminium ialah penghalang haba yang paling ketara dalam struktur modul kuasa.Kekonduksian terma yang lebih baik bagi lapisan penebat memudahkan resapan haba yang dijana semasa operasi peranti, membawa kepada suhu operasi yang lebih rendah, beban kuasa modul yang meningkat, saiz yang dikurangkan, jangka hayat yang dilanjutkan dan output kuasa yang lebih tinggi.
3. Lapisan Asas Logam
Pilihan logam untuk asas logam penebat bergantung kepada pertimbangan menyeluruh faktor seperti pekali pengembangan haba asas logam, kekonduksian haba, kekuatan, kekerasan, berat, keadaan permukaan dan kos.
Bahagian Empat: Sebab Memilih Substrat Aluminium
1. Pelesapan Haba
Banyak papan dua muka dan berbilang lapisan mempunyai ketumpatan dan kuasa yang tinggi, menjadikan pelesapan haba mencabar.Bahan substrat konvensional seperti FR4 dan CEM3 adalah pengalir haba yang lemah dan mempunyai penebat antara lapisan, yang membawa kepada pelesapan haba yang tidak mencukupi.Substrat aluminium menyelesaikan isu pelesapan haba ini.
2. Pengembangan Terma
Pengembangan dan pengecutan terma adalah wujud pada bahan, dan bahan yang berbeza mempunyai pekali pengembangan terma yang berbeza.Papan bercetak berasaskan aluminium secara berkesan menangani isu pelesapan haba, mengurangkan masalah pengembangan haba bahan yang berbeza pada komponen papan, meningkatkan ketahanan dan kebolehpercayaan keseluruhan, terutamanya dalam aplikasi SMT (Surface Mount Technology).
3. Kestabilan Dimensi
Papan bercetak berasaskan aluminium adalah lebih stabil dari segi dimensi berbanding papan bercetak bahan terlindung.Perubahan dimensi papan bercetak berasaskan aluminium atau papan teras aluminium, dipanaskan dari 30°C kepada 140-150°C, ialah 2.5-3.0%.
4. Sebab-sebab Lain
Papan cetakan berasaskan aluminium mempunyai kesan perisai, menggantikan substrat seramik yang rapuh, sesuai untuk teknologi pemasangan permukaan, mengurangkan kawasan berkesan papan bercetak, menggantikan komponen seperti sink haba untuk meningkatkan rintangan haba produk dan sifat fizikal, dan mengurangkan kos pengeluaran dan buruh.
Bahagian Kelima: Aplikasi Substrat Aluminium
1. Peralatan Audio: Penguat input/output, penguat seimbang, penguat audio, pra-penguat, penguat kuasa, dsb.
2. Peralatan Kuasa: Pengawal selia pensuisan, penukar DC/AC, pelaras SW, dsb.
3. Peralatan Elektronik Komunikasi: Penguat frekuensi tinggi, peranti penapis, litar penghantaran, dsb.
4. Peralatan Automasi Pejabat: Pemacu motor elektrik, dsb.
5. Automotif: Pengawal selia elektronik, sistem pencucuhan, pengawal kuasa, dsb.
6. Komputer: Papan CPU, pemacu cakera liut, unit kuasa, dsb.
7. Modul Kuasa: Penyongsang, geganti keadaan pepejal, jambatan penerus, dsb.
8. Lekapan Pencahayaan: Dengan promosi lampu penjimatan tenaga, substrat berasaskan aluminium digunakan secara meluas dalam lampu LED.
Masa siaran: Ogos-09-2023
