Caractéristiques et applications des PCB en aluminium
Les PCB en aluminium sont un type de stratifié recouvert de cuivre à base de métal connu pour ses excellentes propriétés de dissipation thermique.. Un PCB en aluminium simple face typique se compose de trois couches: la couche de circuit (feuille de cuivre), la couche d'isolation, et la couche de base métallique. Pour les applications haut de gamme, des modèles double face sont également disponibles, comportant une structure de couche de circuit, couche d'isolation, piètement en aluminium, couche d'isolation, et une autre couche de circuit. Dans de rares cas, des panneaux multicouches sont utilisés, combinant des panneaux multicouches standards avec des couches isolantes et des bases en aluminium.
Avantages des PCB en aluminium
Respectueux de l'environnement: L'aluminium est non toxique et recyclable. Sa facilité de montage contribue également aux économies d'énergie. Pour les fournisseurs de PCB, l'utilisation de l'aluminium soutient la durabilité environnementale.
Dissipation thermique: Les températures élevées peuvent gravement endommager les composants électroniques, il est donc prudent d'utiliser des matériaux qui facilitent la dissipation de la chaleur. L'aluminium évacue efficacement la chaleur des composants critiques, minimiser son impact néfaste sur le circuit imprimé.
Durabilité améliorée: L'aluminium offre un niveau de résistance et de durabilité que les substrats en céramique ou en fibre de verre ne peuvent pas offrir.. Il sert de matériau de base robuste, réduisant la probabilité de dommages accidentels pendant la fabrication, manutention, et utilisation quotidienne.
Léger: Malgré sa remarquable durabilité, l'aluminium est étonnamment léger. Il ajoute de la force et de la résilience sans ajouter de poids significatif.
Applications des PCB en aluminium
Éclairage LED: La principale application des PCB en aluminium est l'éclairage LED.. Les LED génèrent une chaleur importante pendant le fonctionnement, et les excellentes propriétés de dissipation thermique des PCB en aluminium assurent le fonctionnement stable des LED, améliorant ainsi la durée de vie et la fiabilité des luminaires.
Électronique automobile: Avec le degré croissant d’électrification automobile, le nombre et la densité des composants électroniques dans les véhicules augmentent. La nature légère, excellente gestion thermique, et les performances électriques des PCB en aluminium en font un choix idéal pour l'électronique automobile.
Énergie renouvelable: Les PCB en aluminium jouent un rôle crucial dans les secteurs des énergies renouvelables comme l'énergie solaire et éolienne. Par exemple, les panneaux solaires doivent convertir efficacement l'énergie solaire en énergie électrique, et la dissipation thermique supérieure des PCB en aluminium aide à maintenir le fonctionnement stable des cellules solaires.
Électronique de puissance: Dans les appareils électroniques de puissance tels que les onduleurs et les convertisseurs, l'utilisation de PCB en aluminium garantit un fonctionnement stable sous des densités de puissance élevées.
Automatisation industrielle: Dans les systèmes de contrôle d'automatisation industrielle, la grande fiabilité, stabilité, et les excellentes performances électriques des PCB en aluminium en font le matériau préféré pour les composants critiques.
Processus de fabrication des PCB en aluminium
Traitement mécanique:
- Forage: Alors que les PCB en aluminium peuvent être percés, toute bavure sur les bords des trous est inacceptable car elle peut affecter le test de tension de tenue.
- Fraisage du contour: Fraiser le contour est un défi. Le poinçonnage du contour nécessite des moules de haute qualité, ce qui est un aspect critique de la production de PCB en aluminium.
- Perforation: Après avoir poinçonné le contour, les bords doivent être très soignés, exempt de toute bavure, et la couche de masque de soudure sur les bords doit rester intacte. Le poinçonnage implique des techniques complexes telles que l'utilisation d'une matrice de découpe, s'assurer que la planche ne se déforme pas plus de 0.5% après le processus.
Évitez les rayures sur la base en aluminium:
- La base en aluminium doit rester intacte tout au long du processus pour éviter la décoloration ou le noircissement dû à l'exposition ou à la manipulation de produits chimiques.. Tout dommage à la base en aluminium est inacceptable, car le repolissage n'est souvent pas autorisé par les clients. Mesures de protection, comme la passivation ou l'application de films de protection avant et après le nivellement à l'air chaud (Saigner), sont essentiels pour éviter les dommages.
Tests haute tension:
- Les PCB en aluminium pour les alimentations de communication nécessitent 100% test haute tension. Les clients peuvent spécifier des tests DC ou AC, avec des tensions généralement autour de 1 500 V ou 1 600 V pour des durées de 5 à 10 secondes. Toute saleté, bavures sur les trous ou les bords, lignes irrégulières, ou des dommages à la couche isolante peuvent provoquer des incendies, fuite, ou pannes lors de ces tests. Des problèmes tels que le délaminage ou la formation de bulles lors des tests haute tension constituent des motifs de rejet..
Spécifications de fabrication de PCB en aluminium
Épaisseur de feuille de cuivre:
- Les PCB en aluminium sont souvent utilisés pour les dispositifs électriques à haute densité de puissance, donc la feuille de cuivre est généralement plus épaisse. Pour des épaisseurs de feuille de cuivre de 3oz ou plus, le processus de gravure nécessite une compensation précise de la largeur de ligne dans la conception technique pour garantir que la largeur de ligne gravée reste dans les limites de tolérance.
Protection de la base en aluminium:
- Pendant le Fabrication de PCB processus, la base en aluminium doit être protégée avec un film protecteur pour éviter les dommages dus à l'exposition chimique, ce qui peut ternir la surface. Ce film protecteur est sujet aux dommages, nécessitant une manipulation et un placement soigneux des cartes dans des racks tout au long du processus.
Outils de fraisage:
- Outils de fraisage utilisés pour les panneaux en fibre de verre (FR-4) avoir une dureté inférieure, alors que ceux des PCB en aluminium nécessitent une dureté plus élevée. La vitesse de fraisage des panneaux en fibre de verre est relativement élevée, mais il doit être réduit d'au moins deux tiers lors du fraisage de PCB en aluminium.
Refroidissement pendant le fraisage:
- Pour fraiser des panneaux en fibre de verre, le système de refroidissement intégré à la machine est généralement suffisant. Cependant, lors du fraisage de PCB en aluminium, refroidissement supplémentaire, comme appliquer de l'alcool sur la fraise, est nécessaire pour dissiper efficacement la chaleur.
