Phần thứ nhất: Nhôm PCB là gì?
Chất nền nhôm là một loại tấm đồng được làm bằng kim loại có chức năng tản nhiệt tuyệt vời.Thông thường, bảng một mặt bao gồm ba lớp: lớp mạch (lá đồng), lớp cách điện và lớp đế kim loại.Đối với các ứng dụng cao cấp còn có các thiết kế hai mặt với cấu trúc lớp mạch, lớp cách điện, đế nhôm, lớp cách điện và lớp mạch.Một số ít ứng dụng liên quan đến các tấm ván nhiều lớp, có thể được tạo ra bằng cách liên kết các tấm ván nhiều lớp thông thường với các lớp cách điện và đế nhôm.
Nền nhôm một mặt: Nó bao gồm một lớp mô hình dẫn điện, vật liệu cách điện và tấm nhôm (đế).
Nền nhôm hai mặt: Bao gồm hai lớp mô hình dẫn điện, vật liệu cách điện và tấm nhôm (đế) xếp chồng lên nhau.
Bảng mạch nhôm in nhiều lớp: Đây là bảng mạch in được chế tạo bằng cách cán và liên kết ba hoặc nhiều lớp lớp hoa văn dẫn điện, vật liệu cách điện và tấm nhôm (lớp nền) lại với nhau.
Chia theo phương pháp xử lý bề mặt:
Bảng mạ vàng (Vàng mỏng hóa học, Vàng dày hóa học, Mạ vàng chọn lọc)
Phần thứ hai: Nguyên lý làm việc của chất nền nhôm
Các thiết bị nguồn được gắn trên bề mặt trên lớp mạch.Nhiệt lượng do các thiết bị tạo ra trong quá trình hoạt động được dẫn nhanh qua lớp cách điện đến lớp đế kim loại, sau đó sẽ tản nhiệt, đạt được hiệu quả tản nhiệt cho thiết bị.
So với FR-4 truyền thống, chất nền nhôm có thể giảm thiểu khả năng cản nhiệt, khiến chúng trở thành chất dẫn nhiệt tuyệt vời.So với các mạch gốm màng dày, chúng còn sở hữu những đặc tính cơ học vượt trội.
Ngoài ra, chất nền nhôm còn có những ưu điểm độc đáo sau:
- Tuân thủ các yêu cầu RoHs
- Khả năng thích ứng tốt hơn với các quy trình SMT
- Xử lý hiệu quả hiện tượng khuếch tán nhiệt trong thiết kế mạch để giảm nhiệt độ vận hành mô-đun, kéo dài tuổi thọ, nâng cao mật độ năng lượng và độ tin cậy
- Giảm việc lắp ráp bộ tản nhiệt và phần cứng khác, bao gồm cả vật liệu giao diện nhiệt, dẫn đến khối lượng sản phẩm nhỏ hơn và chi phí lắp ráp và phần cứng thấp hơn, đồng thời kết hợp tối ưu giữa mạch nguồn và mạch điều khiển
- Thay thế nền gốm dễ vỡ để cải thiện độ bền cơ học
Phần thứ ba: Thành phần của chất nền nhôm
1. Lớp mạch
Lớp mạch (thường sử dụng lá đồng điện phân) được khắc để tạo thành các mạch in, được sử dụng để lắp ráp và kết nối linh kiện.So với FR-4 truyền thống, có cùng độ dày và chiều rộng đường, chất nền nhôm có thể mang dòng điện cao hơn.
2. Lớp cách nhiệt
Lớp cách điện là công nghệ chủ chốt trong nền nhôm, phục vụ chủ yếu cho việc bám dính, cách nhiệt và dẫn nhiệt.Lớp cách nhiệt của đế nhôm là rào cản nhiệt quan trọng nhất trong cấu trúc mô-đun điện.Độ dẫn nhiệt tốt hơn của lớp cách điện tạo điều kiện cho sự khuếch tán nhiệt sinh ra trong quá trình vận hành thiết bị, dẫn đến nhiệt độ hoạt động thấp hơn, tải điện mô-đun tăng, kích thước giảm, tuổi thọ kéo dài và công suất đầu ra cao hơn.
3. Lớp đế kim loại
Việc lựa chọn kim loại làm đế kim loại cách điện phụ thuộc vào việc xem xét toàn diện các yếu tố như hệ số giãn nở nhiệt, độ dẫn nhiệt, độ bền, độ cứng, trọng lượng, tình trạng bề mặt và giá thành của đế kim loại.
Phần thứ tư: Lý do lựa chọn chất nền nhôm
1. Tản nhiệt
Nhiều bo mạch hai mặt và nhiều lớp có mật độ và công suất cao, khiến việc tản nhiệt trở nên khó khăn.Các vật liệu nền thông thường như FR4 và CEM3 là chất dẫn nhiệt kém và có lớp cách nhiệt giữa các lớp, dẫn đến khả năng tản nhiệt không đủ.Chất nền nhôm giải quyết vấn đề tản nhiệt này.
2. Giãn nở nhiệt
Sự giãn nở và co lại nhiệt vốn có của vật liệu và các chất khác nhau có hệ số giãn nở nhiệt khác nhau.Bảng in bằng nhôm giải quyết hiệu quả các vấn đề tản nhiệt, giảm bớt vấn đề giãn nở nhiệt của các vật liệu khác nhau trên các bộ phận của bảng, cải thiện độ bền và độ tin cậy tổng thể, đặc biệt là trong các ứng dụng SMT (Công nghệ gắn trên bề mặt).
3. Ổn định kích thước
Bảng in bằng nhôm ổn định hơn đáng kể về kích thước so với bảng in vật liệu cách nhiệt.Sự thay đổi kích thước của bảng in trên nền nhôm hoặc bảng lõi nhôm, được làm nóng từ 30°C đến 140-150°C, là 2,5-3,0%.
4. Lý do khác
Bảng in trên nền nhôm có tác dụng che chắn, thay thế nền gốm dễ vỡ, phù hợp với công nghệ dán bề mặt, giảm diện tích hữu dụng của bảng in, thay thế các linh kiện như tản nhiệt để tăng cường khả năng chịu nhiệt và tính chất vật lý của sản phẩm, giảm chi phí sản xuất và nhân công.
Phần thứ năm: Ứng dụng của chất nền nhôm
1. Thiết bị âm thanh: Bộ khuếch đại đầu vào/đầu ra, bộ khuếch đại cân bằng, bộ khuếch đại âm thanh, bộ tiền khuếch đại, bộ khuếch đại công suất, v.v.
2. Thiết bị điện: Bộ điều chỉnh chuyển mạch, bộ chuyển đổi DC/AC, bộ điều chỉnh SW, v.v.
3. Thiết bị điện tử truyền thông: Bộ khuếch đại tần số cao, thiết bị lọc, mạch truyền dẫn, v.v.
4. Thiết bị tự động hóa văn phòng: Trình điều khiển động cơ điện, v.v.
5. Ô tô: Bộ điều chỉnh điện tử, hệ thống đánh lửa, bộ điều khiển nguồn, v.v.
6. Máy tính: Bo mạch CPU, ổ đĩa mềm, bộ nguồn, v.v.
7. Mô-đun nguồn: Biến tần, rơle trạng thái rắn, cầu chỉnh lưu, v.v.
8. Thiết bị chiếu sáng: Với việc thúc đẩy các loại đèn tiết kiệm năng lượng, chất nền bằng nhôm được sử dụng rộng rãi trong đèn LED.
Thời gian đăng: 09-08-2023
