Blogue PCB - FR-4 vs PCB en aluminium

1. Qu'est-ce que le PCB en aluminium

PCB en aluminium est une sorte de plaque de cuivre de base métallique avec une bonne fonction de dissipation de chaleur. Généralement, le panneau unique est composé de trois couches, à savoir la couche de circuit (feuille de cuivre), la couche d'isolation et la couche de base métallique. Pour une utilisation haut de gamme, il existe également des cartes double face conçues avec la structure de la couche de circuit, la couche d'isolation, la base en aluminium, la couche d'isolation et la couche de circuit. Peu d'applications sont les plaques multicouches, qui peuvent être faites de plaques multicouches ordinaires, couche isolante et base en aluminium.

PCB en aluminium

2. Structure de couche de PCB en aluminium

1) Couche de ligne: La couche de ligne (habituellement feuille de cuivre électrolytique) est gravée pour former un circuit imprimé pour l'assemblage et la connexion des dispositifs. Par rapport au FR-4 traditionnel, le PCB en aluminium peut transporter un courant plus élevé avec la même épaisseur et la même largeur de ligne.

2) Couche d'isolation: La couche d'isolation est la technologie de base de la plaque d'aluminium, qui joue principalement les fonctions de liaison, d'isolation et de conduction thermique. La couche d'isolation de plaque d'aluminium est la plus grande barrière thermique dans la structure du module de puissance. Plus la conductivité thermique de la couche d'isolation est meilleure, plus elle est propice à la diffusion de la chaleur générée pendant le fonctionnement du dispositif, et plus elle est propice à réduire la température de fonctionnement du dispositif, de manière à améliorer la charge de puissance du module, réduire le volume, prolonger la durée de vie et améliorer la puissance de sortie.

3) Substrat métallique: le métal utilisé pour isoler le substrat métallique dépend de l'examen complet du coefficient d'expansion thermique, de la conductivité thermique, de la résistance, de la dureté, du poids, de l'état de surface et du coût du substrat métallique

3. Différence entre PCB en aluminium et FR-4

La structure de base des deux types de plaques est différente dans différentes caractéristiques principales. Comparez les principales caractéristiques de la plaque d'aluminium et de la plaque FR-4: la dissipation thermique de la plaque d'aluminium et du FR-4 est comparée à la résistance thermique du substrat: le substrat est une plaque d'aluminium, et la plaque FR-4 est une PCB de transistor. En raison de la dissipation thermique différente du substrat, les données d'essai de l'augmentation de la température de travail sont différentes.

1) Performance: la comparaison du fil (fil de cuivre) et du courant de fusible sur différents matériaux de substrat. À partir de la comparaison de la plaque d'aluminium et du FR-4, en raison de la dissipation thermique élevée du substrat métallique, la conductivité est considérablement améliorée, ce qui explique les caractéristiques de dissipation thermique élevée de la plaque d'aluminium d'un autre point de vue. La dissipation de chaleur de la plaque d'aluminium est liée à son épaisseur d'isolation et à sa conductivité thermique. Plus la couche d'isolation est mince, plus la conductivité thermique de la plaque d'aluminium est élevée (mais plus la résistance à la pression est faible).

2) usinabilité: plaque d'aluminium a une haute résistance mécanique et la ténacité, qui est supérieure à FR-4. Pour cette raison, les panneaux imprimés de grande superficie peuvent être fabriqués sur des plaques d'aluminium et de grands composants peuvent être installés sur de tels substrats.

3) blindage électromagnétique: Afin d'assurer les performances du circuit, certains composants dans les produits électroniques doivent empêcher le rayonnement et les interférences des ondes électromagnétiques. La plaque en aluminium peut être utilisée comme plaque de blindage pour protéger les ondes électromagnétiques.

4) Coefficient d'expansion thermique: en raison de l'expansion thermique du FR-4 général, en particulier de l'expansion thermique de l'épaisseur de la plaque, la qualité des trous métallisés et des fils est affectée. La raison principale est que le coefficient d'expansion thermique du cuivre dans la matière première est de 17 * 106 cm / cm-C, et le coefficient d'expansion thermique du FR-4 est de 110 * 106 cm / cm-C. La différence est grande, et il est facile de produire l'expansion du substrat chauffé, le changement du fil de cuivre et les dommages de la fracture du trou métallique à la fiabilité du produit. Le coefficient d'expansion thermique de la plaque d'aluminium est de 50 × 106 cm / cm-C, plus petit que le FR-4 ordinaire, proche du coefficient d'expansion thermique de la feuille de cuivre. Cela contribue à garantir la qualité et la fiabilité de l'impression FR-4. La plaque FR4 convient à la conception de circuits généraux et à des produits électroniques généraux en raison de différents circuits et champs d'application.