鋁基板PCB與傳統(tǒng)PCB設(shè)計相比有什么優(yōu)勢？

 行業(yè)新聞     |      2021-12-06 16:31:00    |      愛彼電路

當(dāng)設(shè)計的散熱要求非常高時，使用鋁基材是一種非常有效的解決方案。這種設(shè)計可以更好地從設(shè)計組件傳遞熱能，從而控制項目的溫度。從電路元件中去除熱能的效率通常是等效玻璃纖維背板的十倍。這種明顯更高的散熱水平允許更高的功率和更高的密度設(shè)計。

此外，鋁基板 PCB 正在尋找高功率/高散熱應(yīng)用中的應(yīng)用。它們最初被指定用于大功率開關(guān)電源應(yīng)用，現(xiàn)在在 LED應(yīng)用中變得非常流行。 LED應(yīng)用的例子包括交通燈、通用照明和汽車照明。鋁基設(shè)計 (LED PCB) 的使用允許在電路板設(shè)計中使用更高的 LED 密度，并允許以更高的電流驅(qū)動安裝的 LED，同時仍保持在溫度容差范圍內(nèi)。與傳統(tǒng)的 PCB 設(shè)計相比，采用鋁基背板設(shè)計可以讓設(shè)計人員降低功率 LED 的安全裕度并降低 LED 的額定值。與所有組件一樣，設(shè)計中 LED 的工作溫度越低，您可以期望這些 LED 在出現(xiàn)故障前工作的時間越長。

鋁基板設(shè)計的其他應(yīng)用包括大電流電路、電源、電機(jī)控制器和汽車應(yīng)用。對于任何使用高功率表面貼裝 IC 的設(shè)計，鋁基板都是理想的散熱解決方案。此外，它們可以消除強(qiáng)制通風(fēng)和散熱的需要，從而最終降低設(shè)計成本。從本質(zhì)上講，任何可以通過更高的導(dǎo)熱性和更好的溫度控制來改進(jìn)的設(shè)計都是鋁基板PCB 的可能應(yīng)用。

在傳統(tǒng)PCB使用玻璃纖維基板（FR4是PCB廠商使用的標(biāo)準(zhǔn)基板）的情況下，鋁基板PCB由鋁基板材、高導(dǎo)熱介電層和標(biāo)準(zhǔn)電路層組成。電路層本質(zhì)上是一塊薄薄的PCB，它已經(jīng)被粘在鋁基板上。通過這種方式，電路層可以像安裝在傳統(tǒng)玻璃纖維背襯上的電路層一樣復(fù)雜。

雖然單面設(shè)計比較常見，但鋁基設(shè)計也可以是雙面設(shè)計，電路層通過高導(dǎo)熱介電層連接到鋁基的兩側(cè)。然后可以通過電鍍通孔連接兩側(cè)的設(shè)計。無論采用何種配置，鋁基板都能為周圍環(huán)境或任何連接的散熱器提供極佳的散熱路徑。改善功率元件的熱傳導(dǎo)是保證設(shè)計可靠性的最佳途徑。鋁制PCB為這個問題提供了極好的解決方案。

和傳統(tǒng)的PCB設(shè)計一樣，電路板電路部分的阻焊層可以做成很多不同的顏色。換句話說，在 LED 設(shè)計中，阻焊層通常是白色的。白色阻焊層允許相關(guān)的 LED 陣列產(chǎn)生更高水平的光反射并產(chǎn)生更高效的設(shè)計。在電源設(shè)計中，阻焊層通常涂成黑色以更好地散熱。

鋁基PCB設(shè)計還具有較高的機(jī)械穩(wěn)定性，可用于需要高水平機(jī)械穩(wěn)定性或承受較大機(jī)械應(yīng)力的應(yīng)用。此外，與基于玻璃纖維的結(jié)構(gòu)相比，它們受熱膨脹的影響較小。如果您的設(shè)計不需要高水平的熱傳導(dǎo)，但板子會承受很大的機(jī)械應(yīng)力或有非常嚴(yán)格的尺寸公差，并且會承受很大的熱量，請使用鋁基板設(shè)計可能會得到保證。

最后，鋁不是可用的金屬背襯材料。銅和銅合金也可用作背襯材料，但由于成本普遍較高而不太受歡迎。銅和銅合金在散熱方面提供比鋁更高的性能。因此，如果標(biāo)準(zhǔn)的鋁基設(shè)計不能滿足設(shè)計的散熱要求，可以考慮使用銅作為下一步來解決這個問題。

總而言之，使用鋁基解決方案可以通過溫度控制和由此帶來的更低的組件故障率大大提高設(shè)計的可靠性和使用壽命。除了出色的溫度控制特性外，鋁制設(shè)計還提供高水平的機(jī)械穩(wěn)定性和低水平的熱膨脹。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)玻璃纖維 (FR-4) 背板無法滿足您設(shè)計的散熱和密度要求時，鋁基板可能會提供答案。