Aluminium versus standaard PCB's

Bij het maken van PCB's telt elk materiaal. Printplaten met aluminium kernen (aluminium printplaten) hebben andere eigenschappen dan printplaten zonder metalen ondergrond (standaard printplaten). Deze twee populaire bordtypes voeden een verscheidenheid aan commerciële en consumentenelektronica. Past een aluminium of standaard print het beste bij uw project? Het antwoord hangt af van uw beoogde toepassing.

Wat zijn standaard PCB's?

Standaard PCB's gebruiken een diëlektricum en koper omdat hun meest prominente metaal uit verschillende materiaallagen bestaat. Ze hebben een substraat, of basis, gemaakt van glasvezel, polymeren, keramiek of een andere niet-metalen kern. Veel van deze PCB's gebruiken FR-4 als substraat. Dit glasvezelmateriaal heeft een relatief betaalbare prijs en een matige duurzaamheid. Extra lagen koper, soldeermasker en zeefdruk maken het bord geleidend en omlijnen de locatie van de componenten. Deze lagen kunnen aan één kant van de basis verschijnen, aan beide kanten of in een stapel met meerdere lagen.

U kunt standaard PCB's vinden die in een bijna oneindig aantal toepassingen worden gebruikt. Hun mogelijkheden zijn afhankelijk van hun materialen en constructie, dus ze voeden zowel low-end als high-end elektronica. Enkelzijdige PCB's verschijnen in minder gecompliceerde apparaten zoals rekenmachines, terwijl meerlaagse borden het potentieel hebben om ruimteapparatuur en supercomputers te ondersteunen.

Voor- en nadelen van standaard PCB's

Standaard PCB's zijn goed afgerond en aanpasbaar. Je hebt meerdere substraatopties die de prijs en duurzaamheid van het bord bepalen. Als u een laag budget en een lage intensiteit heeft, kunt u kosteneffectieve glasvezel kiezen. Aan de andere kant kunt u meer investeren in een sterker basismateriaal dat hogere stressniveaus aankan. Radiofrequente substraten en flexibele substraten zijn geschikt voor speciale toepassingen.

FR4-printplaten hebben echter extra componenten nodig om bestand te zijn tegen toepassingen bij hoge temperaturen. Niet-metalen substraten hebben geen thermische geleidbaarheid, dus je moet een materiaal toevoegen dat dat wel doet. Als uw apparaat een high-power of high-density ontwerp heeft, worden de circuits gevoelig voor stress en schade. U moet koellichamen, met koper gevulde via's of geforceerde lucht toevoegen om de warmte weg te leiden van de circuits.

Wat zijn aluminium PCB's?

Een aluminium PCB heeft een vergelijkbare lay-out als elke andere PCB. Het heeft een laag of lagen koper, soldeermasker en zeefdruk eroverheen. In plaats van een glasvezel- of kunststofsubstraat heeft een aluminium printplaat echter een metalen substraat. Deze basis bevat voornamelijk een combinatie van aluminium. De metalen kern kan geheel uit metaal bestaan ​​of een combinatie van glasvezel en aluminium hebben. Aluminium PCB's zijn meestal enkelzijdig, maar kunnen ook dubbelzijdig zijn. Meerlaagse aluminium PCB's zijn zeer moeilijk te vervaardigen.

Aluminiumplaten worden het meest gebruikt in LED- en stroomomzettende elektronica. Het intense licht dat door LED's wordt geproduceerd, creëert een hoge mate van warmte, die aluminium wegleidt van componenten. Een aluminium printplaat verlengt de levensduur van een LED-apparaat en zorgt voor meer stabiliteit. Je vindt aluminium substraten in straatverlichting, stoplichten en huishoudverlichting. Ze stellen stroomomvormers in staat om stromen te veranderen en elektronica te regelen. Makers in veel andere industrieën vinden ook toepassing in aluminium PCB's, maar ze implementeren ze niet zo vaak.

Voor- en nadelen van het gebruik van een aluminiumsubstraat

Aluminiumplaten zijn een van de meest thermisch geleidende PCB-opties. Ze houden zoveel mogelijk warmte weg van vitale componenten om schade aan het circuit te minimaliseren. Dankzij hun hoge hittetolerantie kunnen ze circuits met een hogere dichtheid en grotere vermogensniveaus aan. Substraten gemaakt van aluminiumlegeringen hebben een hoge fysieke duurzaamheid die het risico op breuk vermindert. Vergeleken met andere metalen heeft aluminium naast een redelijke prijs ook een lagere milieu-impact.

Aan de andere kant hebben aluminium PCB's de neiging om meer niche-toepassingen te hebben dan standaard boards. Hoewel ze minder kosten dan het toevoegen van geleiders aan een koperen bord, hebben ze een hogere prijs dan standaard PCB's zonder die componenten. Investeren in een aluminium kern loont mogelijk niet als uw toepassing geen hoge temperaturen met zich meebrengt. Als u van plan bent een flexcircuit te maken, kan een aluminium flex-PCB alleen in zijn oorspronkelijke positie buigen. Het zal buigen om in kleinere elektronica te passen, maar het is niet bestand tegen de stress van trillingen.

Welk type geleidende laag werkt het beste voor mijn project?

U moet met tal van factoren rekening houden bij het bepalen van de ondergrond van uw board. Over het algemeen zijn PCB's met aluminium kern geschikt voor toepassingen met hoge warmteafvoervereisten. Hun eigenschappen zorgen voor een hoger vermogen en ontwerpen met een hogere dichtheid dan standaard PCB's. Makers met lagere budgetten of speciale toepassingen kunnen echter meer baat hebben bij borden met niet-metalen substraten. Een flexcircuit met een polymeersubstraat gaat bijvoorbeeld effectiever om met trillingen dan een flex-aluminiumcircuit. Neem vandaag nog contact op met de experts van MCL voor meer hulp bij het kiezen van een substraat. Bekijk ook de verschillen tussen keramische PCB's, FR-4-kaarten en MCPCB.