Aluminium Leiterplatten (PCBs) sind eine Art Metallkern-Leiterplatten, die aufgrund ihrer hervorragenden Wärmeleitfähigkeit und hohen Haltbarkeit in verschiedenen Branchen weit verbreitet sind. In diesem Artikel besprechen wir alles, was Sie über Aluminium-Leiterplatten wissen müssen, einschließlich ihrer Anwendungen, Vorteile, Herstellungsverfahren und Designüberlegungen.
Was ist Aluminiumplatine?
Eine Aluminium-Leiterplatte ist eine Art Leiterplatte, die auf der Ober- und Unterseite des Substrats eine dünne Aluminiumschicht aufweist. Die Aluminiumschicht fungiert als Kühlkörper und hilft dabei, die Wärme von den Komponenten auf der Platine abzuleiten. Aluminium-Leiterplatten werden häufig in Anwendungen eingesetzt, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit erfordern, wie z. B. LED-Beleuchtung, Netzteile, Automobilelektronik und Luft- und Raumfahrtausrüstung.
Vorteile von Aluminium-PCB
Der Hauptvorteil von Aluminium-Leiterplatten ist ihre hervorragende Wärmeleitfähigkeit. Die Aluminiumschicht auf der Platine fungiert als Kühlkörper und hilft dabei, die Wärme von den Komponenten auf der Platine abzuleiten. Dies führt zu niedrigeren Betriebstemperaturen und einer erhöhten Zuverlässigkeit der elektronischen Komponenten. Aluminium-Leiterplatten sind außerdem sehr langlebig und verfügen über eine gute mechanische Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
Herstellungsprozess für Aluminium-Leiterplatten
Abhängig von den spezifischen Anforderungen der Anwendung können Aluminium-Leiterplatten in verschiedenen Größen und Stärken hergestellt werden. Das Produktionsspektrum für Aluminium-Leiterplatten umfasst typischerweise:
- Plattenstärke: 0.5 mm bis 6.0 mm
- Kupferstärke: 0.5 Unzen bis 6.0 Unzen
- Boardgröße: bis zu 24″ x 48″
- Mindestlochgröße: 0.006″
- Minimale Leiterbahn-/Leerraumbreite: 0.005″/0.005″
- Optionen für die Oberflächenveredelung: HASL, ENIG, OSP, Immersion Tin, Immersion Silver usw.
Der Herstellungsprozess von Aluminium-Leiterplatten ähnelt dem von herkömmlichen Leiterplatten, mit einigen zusätzlichen Schritten zum Aufbringen der Aluminiumschicht. Der Prozess beginnt mit dem Entwurf des Schaltungslayouts mithilfe spezieller Software. Anschließend wird das Schaltungslayout auf ein kupferkaschiertes Laminat gedruckt, das als Substrat für die Leiterplatte dient.
Der nächste Schritt besteht darin, das überschüssige Kupfer mithilfe einer chemischen Lösung wegzuätzen, sodass nur die gewünschten Kupferspuren zurückbleiben. Anschließend wird der Untergrund gereinigt und für das Aufbringen der Aluminiumschicht vorbereitet. Die Aluminiumschicht wird typischerweise mit einem Verfahren namens thermisches Spritzen aufgetragen, bei dem Aluminiumdraht erhitzt wird, bis er verdampft, und der Dampf dann auf das Substrat gesprüht wird.
Nach dem Auftragen der Aluminiumschicht wird die Platine mit einer Schutzschicht aus Lötstopplack überzogen und im Siebdruckverfahren mit den erforderlichen Markierungen versehen. Der letzte Schritt besteht darin, die erforderlichen Löcher zu bohren und alle erforderlichen oberflächenmontierten Komponenten hinzuzufügen.
Designüberlegungen für Aluminium-Leiterplatten
Beim Entwurf einer Aluminium-Leiterplatte sind einige wichtige Überlegungen zu beachten. Zunächst ist darauf zu achten, dass die Komponenten so platziert sind, dass die Wärme effizient abgeführt werden kann. Dabei werden die Komponenten oft in unmittelbarer Nähe der Aluminiumschicht platziert und Vias verwendet, um die Wärme auf die andere Seite der Platine zu übertragen.
Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt ist die Dicke der Aluminiumschicht. Dickere Schichten sorgen für eine bessere Wärmeleitfähigkeit, können aber auch die Kosten und das Gewicht der Platte erhöhen. Die Dicke der Aluminiumschicht sollte entsprechend den spezifischen Anforderungen der Anwendung gewählt werden.
Anwendungen von Aluminium-Leiterplatten
Aluminium-Leiterplatten werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit und Haltbarkeit erfordern. Zu den gängigen Anwendungen gehören LED-Beleuchtung, Netzteile, Motorsteuerungen, Automobilelektronikund Luft- und Raumfahrtausrüstung. Sie werden auch in Anwendungen eingesetzt, die eine Hochfrequenzleistung erfordern, wie etwa HF-Verstärker und Mikrowellenschaltungen.
Zusammenfassung
Aluminium-Leiterplatten sind eine ausgezeichnete Wahl für Anwendungen, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit, Haltbarkeit und Zuverlässigkeit erfordern. Sie werden häufig in verschiedenen Branchen eingesetzt, darunter LED-Beleuchtung, Netzteils, Automobilelektronik und Luft- und Raumfahrtausrüstung. Beim Entwurf einer Aluminium-Leiterplatte ist es wichtig, die Platzierung der Komponenten und die Dicke der Aluminiumschicht zu berücksichtigen, um eine effiziente Wärmeableitung zu gewährleisten. Insgesamt bieten Aluminium-Leiterplatten eine leistungsstarke Lösung für anspruchsvolle elektronische Anwendungen.