W aluminiowych obwodach drukowanych ciepło generowane przez podzespoły jest odprowadzane przez warstwę miedzi i dielektryk do metalowego podłoża, skąd może być przekazywane do radiatora lub obudowy urządzenia. W ofercie HONYA płytki aluminiowe występują obok obwodów jedno-, dwu- i wielowarstwowych, giętkich oraz sztywno-giętkich. Parametry ich wykonania określono w dokumentacji „Technical Capabilities for Alu Board”.
Konstrukcja aluminiowych obwodów drukowanych
Aluminiowy obwód drukowany składa się z trzech podstawowych warstw. Podstawą jest podłoże aluminiowe, które zapewnia sztywność konstrukcji i uczestniczy w odprowadzaniu ciepła. Na nim znajduje się warstwa izolacyjna, a następnie folia miedziana, z której wykonywane są ścieżki i pola lutownicze.
Istotną rolę pełni dielektryk, który zapewnia izolację elektryczną między obwodem a metalowym podłożem, umożliwiając jednocześnie przepływ ciepła. Jego właściwości mają znaczenie dla parametrów termicznych całej konstrukcji.
Dokumentacja HONYA dotycząca aluminiowych PCB opisuje wykonanie jednostronne, z jedną warstwą miedzi. Nie obejmuje parametrów konstrukcji dwu- i wielowarstwowych.
Parametry technologiczne aluminiowych PCB HONYA
HONYA określa możliwości wykonania aluminiowych obwodów drukowanych, uwzględniając grubość płytki i miedzi, minimalne średnice otworów oraz dostępne metody obróbki mechanicznej.
Źródło: HONYA, „Technical Capabilities for Alu Board”.
Grubość miedzi 1–4 oz odpowiada nominalnie około 35–140 µm. Dokumentacja podaje ponadto minimalną szerokość ścieżki wynoszącą 0,1 mm i odstęp między ścieżkami 0,15 mm dla miedzi oznaczonej jako „Hoz”. Możliwość zastosowania tych wymiarów przy innych grubościach miedzi wymaga potwierdzenia z producentem.
Właściwości termiczne i warianty materiałów
Dokumentacja HONYA przedstawia pięć wariantów laminatów aluminiowych z serii AL-01-B, różniących się przewodnością cieplną:
-
AL-01-B 10 – 1 W/(m·K),
-
AL-01-B 20 – 2 W/(m·K),
-
AL-01-B 30 – 3 W/(m·K),
-
AL-01-B 50 – 5 W/(m·K),
-
AL-01-B 80 – 8 W/(m·K).
Materiały różnią się również temperaturą zeszklenia Tg, która w zestawieniu wynosi od 110 do 160°C. Dokumentacja podaje także właściwości izolacyjne, rezystancję cieplną oraz klasyfikację palności UL 94 V-0.
Przedstawione wartości mają charakter referencyjny i odnoszą się do próbki z podłożem aluminiowym o grubości 1,5 mm, warstwą dielektryczną 100 µm oraz miedzią 1 oz. HONYA zaznacza, że są to parametry typowe, nieprzeznaczone do bezpośredniego wykorzystania jako specyfikacja zamówieniowa.
Podane przewodności cieplne charakteryzują materiały, a nie gwarantowaną skuteczność chłodzenia gotowego urządzenia. Wymagania termiczne dla konkretnej konstrukcji należy zatem uwzględnić przy doborze materiału i uzgodnić z producentem.
Zastosowania aluminiowych PCB
Jednym z ważnych obszarów zastosowań aluminiowych obwodów drukowanych jest oświetlenie LED, w którym istotną rolę odgrywa odprowadzanie ciepła generowanego przez diody. Podłoże aluminiowe umożliwia przekazywanie energii cieplnej z obwodu do współpracujących z nim elementów konstrukcyjnych urządzenia.
HONYA współpracuje m.in. z producentami oświetlenia oraz przedsiębiorstwami zajmującymi się montażem elektroniki (EMS). Aluminiowe PCB stanowią jedną z grup obwodów drukowanych dostępnych w jej ofercie.
Obróbka mechaniczna i separacja płytek
HONYA przewiduje trzy metody wykonywania konturów aluminiowych PCB: wykrawanie, frezowanie oraz nacinanie V-cut.
W przypadku frezowania standardowa średnica narzędzia CNC wynosi 2,0 mm, a minimalna 1,0 mm. Parametry te należy uwzględnić przy projektowaniu konturów, szczególnie wewnętrznych naroży i wąskich wycięć.
Dla płytek o grubości 1,6 mm dokumentacja podaje minimalną pozostałą grubość materiału po wykonaniu nacięcia V-cut wynoszącą 0,35 mm. Przy innych grubościach podłoża wymagania dotyczące separacji należy potwierdzić z producentem.
Geometria płytki, sposób wykonania konturu oraz metoda oddzielania poszczególnych obwodów powinny zostać określone podczas przygotowywania dokumentacji produkcyjnej.
Dobór parametrów i realizacja zamówienia
Przy zamawianiu aluminiowych PCB w HONYA należy określić przede wszystkim grubość płytki i warstwy miedzi, wymagania dotyczące przewodności cieplnej, średnice otworów, minimalne szerokości ścieżek oraz geometrię konturu i sposób separacji.
Dane przedstawione w dokumentacji technologicznej stanowią punkt wyjścia do doboru konstrukcji. Ostateczne parametry wykonania, w tym dostępność poszczególnych materiałów i wymagania dotyczące obróbki, powinny zostać uzgodnione dla konkretnego projektu.
HONYA zapewnia również obsługę logistyczną dostaw obwodów drukowanych, umożliwiając powiązanie realizacji zamówień z potrzebami produkcyjnymi odbiorców.
Źródło: HONYA
Więcej na www.honyapcb.eu
