PCB de Alumínio

1. O Que É PCB de LED de Alumínio?

O substrato de PCB de LED de alumínio é uma folha revestida de cobre à base de metal com boa dissipação de calor. Um único painel é geralmente composto de três camadas de estrutura, a saber, a camada de circuito (folha de cobre), a camada de isolamento e a camada de base metálica. Ele é comumente encontrado em produtos de iluminação LED. Há dois lados: o lado branco é usado para soldar os pinos de LED e o outro lado é a cor natural do alumínio, que geralmente é revestido com gel condutor de calor e, em seguida, entra em contato com a parte condutora de calor. Entre todas as PCBS com núcleo de metal, a PCB de LED de alumínio é o tipo mais comum. O material de base consiste em um núcleo de alumínio e FR4 padrão. Ele apresenta um revestimento térmico que dissipa o calor de maneira eficiente, resfriando os componentes e melhorando o desempenho geral do produto. Atualmente, as PCBS com suporte de alumínio são consideradas soluções para aplicações de alta potência e tolerância restrita.

2. PCB de LED de Alumínio com Camada de Cobre, Camada Dielétrica e Camada de Alumínio

 A PCB de LED de alumínio tem um layout semelhante ao de qualquer outra placa de circuito impresso com camada(s) de cobre, camada(s) de máscara de solda e serigrafia(s). Em vez de ter um substrato de fibra de vidro ou plástico, a PCB de LED de alumínio é feita de substrato de núcleo metálico, que consiste em camada de cobre, camada dielétrica e camada de alumínio. Esse substrato é chamado de laminado revestido de cobre à base de alumínio (CCL). A camada dielétrica reforçada com vidro e preenchida com cerâmica entre a camada de cobre e a camada de alumínio é muito fina, mas desempenha um papel muito importante no isolamento elétrico e na condutividade térmica (devido à resistência térmica mínima) da camada de cobre para a base de alumínio. O cobre é gravado em condutores e a base de metal serve para retirar o calor. A capacidade superior de transferência de calor da PCB à base de alumínio ajuda a resfriar os componentes e, ao mesmo tempo, elimina os problemas associados ao gerenciamento de cerâmicas frágeis.

3. Condutividade Térmica da Placa de Circuito Impresso de Alumínio com LED

 A condutividade térmica geral da placa de circuito impresso de alumínio com LED é de 0,3, 0,6, 1,0, 1,5, 2,0, 3,0, 5,0, 122W/m.k, etc., entre os quais 0,3-1,0w/m.k é a placa de circuito impresso de alumínio com LED de condutividade geral, 1,5W/m.k é a placa de circuito impresso de alumínio com LED de condutividade média, 2,0-3,0w/m.k é a placa de circuito impresso de alumínio com LED de alta condutividade. 5.0W/m.k é o substrato abasal fino e 122W/m.k é a PCB de LED de alumínio de condutividade ultra-alta, também conhecida como PCB de LED de alumínio ALC.

Atualmente, a PCB de LED de alumínio comum no mercado tem uma condutividade térmica de 1,0, 1,5, 2,0W/m.k do tipo LED de alumínio de alta condutividade, sendo que a condutividade térmica de 1,0W/m.k da PCB de LED de alumínio é chamada de PCB de LED de alumínio geral, sua camada de isolamento é composta de folha colada de tecido de vidro epóxi; a PCB de LED de alumínio com condutividade térmica de 1,5W/m. k é chamada de PCB de LED de alumínio de alta dissipação de calor, e sua camada de isolamento é composta de resina epóxi ou outras resinas com alta condutividade térmica; a PCB de LED de alumínio com condutividade térmica de 2,0 W/m.k é chamada de PCB de LED de alumínio para circuito de alta frequência, e a camada de isolamento é composta de resina poliolefina ou folha de tecido de vidro de resina de poliimida. A condutividade térmica da placa de circuito impresso de alumínio com LED varia de acordo com a camada de cobre no circuito. Diferentes processos produzem diferentes níveis de condutividade térmica.

Atualmente, oferecemos suporte a CCLs à base de alumínio da Ventec, GDM e BoYu com condutividade térmica de 1,0 a 7 W/m-K. Os preços das PCBs de LED de alumínio da Ventec são muito mais altos do que os da GDM e da BOYU, pois o custo do material e os preços da alta condutividade térmica são mais altos do que os da baixa condutividade térmica. A Hitechpcb oferece uma ampla gama de almofadas de interface condutoras elétricas e térmicas, preenchimento de lacunas condutoras térmicas, materiais de mudança de fase térmica e materiais isolantes elétricos condutores térmicos, bem como equipamentos especializados para a fabricação de PCBs de alumínio com LED de alto volume. Escolhendo a Hitech Circuits PCB como seu fornecedor de placa de circuito impresso de alumínio para LED, basta enviar seus arquivos Gerber e notas de fabricação para nós, que entregaremos placas de circuito impresso de qualidade para você no prazo.

4. Constante Dielétrica da Placa de Circuito Impresso de Alumínio com LED

A constante dielétrica do substrato de PCB de LED de alumínio é um método de detecção especial para PCB de LED de alumínio. É um método de ressonância em série de valor Q variável por meio da medição da constante dielétrica e do fator de perda dielétrica. A amostra e o capacitor de ajuste são conectados em série ao circuito de alta frequência para medir o circuito em série O princípio do valor Q.

O desempenho da placa de circuito impresso de alumínio para LED inclui requisitos como resistência ao descascamento, resistividade da superfície, tensão mínima de ruptura, constante dielétrica, inflamabilidade e resistência térmica.

5. PCB de LED de Alumínio com Máscara de Solda Branca

O preço de varejo das lâmpadas LED de alumínio caiu drasticamente nos últimos anos, enquanto a eficiência energética e o brilho das lâmpadas LED melhoraram. Esses avanços tecnológicos levaram alguns a prever um crescimento anual de 45% nos próximos cinco anos. Com o desenvolvimento do setor de LED, a demanda por PCBS de LED e máscaras de solda também está aumentando. A proteção de solda é um revestimento protetor aplicado a placas de circuito impresso expostas. A placa de circuito impresso exposta é coberta com uma máscara para evitar a formação acidental de pontes de solda durante a montagem da placa de circuito impresso e para proteger a placa de circuito impresso do meio ambiente. As máscaras de solda são tradicionalmente verdes e devem resistir às altas temperaturas que ocorrem na soldagem por refluxo, pois ocasionalmente aparecem cores diferentes, como azul, vermelho ou preto. O aumento da produção de Hitch Aluminum LED PCB exige maior brancura e estabilidade de cor da máscara. A cor de soldagem LPI da placa de circuito impresso de alumínio comumente usada é branca e preta, sendo que a cor de soldagem branca é a mais usada para obter alto brilho e reflexão perfeita da luz. A PCB de LED de alumínio branco garante que não haverá escurecimento e não afetará a temperatura da cor do LED smd. Ao mesmo tempo, ela também ajuda a aumentar a vida útil das aplicações de LED. Se estiver procurando fornecedores confiáveis de PCB de LED de alumínio, a Hitech é uma boa opção.

6. Classificação do Substrato de PCB de LED de Alumínio

As placas de cobre revestidas de PCB de LED de alumínio são divididas em três categorias:

A primeira é a placa universal revestida de cobre à base de alumínio, a camada de isolamento é composta de folha colada de tecido de vidro epóxi;

A segunda é a placa revestida de cobre à base de alumínio com alta dissipação de calor, a camada de isolamento é composta de resina epóxi de alta condutividade térmica ou outras resinas;

Terceiro, placa de cobre à base de alumínio para circuitos de alta frequência, camada de isolamento composta por resina poliolefina ou folha de tecido de vidro com resina de poliimida.

 A maior diferença entre a placa de cobre revestida de alumínio e a placa de cobre revestida de FR-4 convencional é a dissipação de calor. Em comparação com a espessura de 1,5 mm da placa de cobre revestida de FR-4 e da placa de cobre revestida de alumínio, a primeira tem resistência térmica de 20 a 22 ℃, a segunda tem resistência térmica de 1,0 a 2,0 ℃ e a última é muito menor.

7. Desempenho da PCB de LED de Alumínio:

(1) Dissipação de calor

Muitos painéis duplos, placas multicamadas de alta densidade, potência e distribuição de calor são difíceis. Os substratos convencionais de placas impressas, como FR4 e CEM3, são maus condutores de calor, o isolamento entre as camadas não permite que o calor escape. O aquecimento local de equipamentos eletrônicos não é excluído, levando à falha de alta temperatura dos componentes eletrônicos, e a PCB de alumínio LED pode resolver esse problema de dissipação de calor.

(2) Expansibilidade térmica

A expansão térmica e a contração a frio são a natureza comum das substâncias, e o coeficiente de expansão térmica de diferentes substâncias é diferente. A placa impressa à base de alumínio pode resolver efetivamente o problema de dissipação de calor, de modo que os componentes da placa impressa de diferentes substâncias no problema de expansão e contração térmica melhorem a durabilidade e a confiabilidade de toda a máquina e do equipamento eletrônico. Resolve especialmente os problemas de expansão térmica e contração da SMT (tecnologia de montagem em superfície).

(3) Estabilidade dimensional

As placas impressas à base de alumínio são obviamente muito mais estáveis em termos de tamanho do que aquelas feitas de materiais isolantes. Placa impressa à base de alumínio, placa sanduíche de alumínio, aquecimento de 30 ℃ a 140 ~ 150 ℃, a mudança de tamanho é de 2.5 ~ 3.0%.

(4) Outros motivos

Placa impressa à base de alumínio, com efeito de blindagem; Em vez de substrato cerâmico frágil; Uso seguro da tecnologia de montagem em superfície; Reduzindo a área efetiva real da placa impressa; Em vez de radiador e outros componentes, melhore a resistência ao calor e as propriedades físicas dos produtos; Reduza os custos de produção e mão de obra.

8.  Por Que Escolher a Placa de Circuito Impresso de Alumínio para LED da Hitechpcb? Quais São as Vantagens da Placa de Circuito Impresso de Alumínio com LED?

(1) Bom desempenho de dissipação de calor: A PCB de LED de alumínio pode reduzir a resistência térmica ao mínimo, tem uma resistência térmica menor, o coeficiente de expansão térmica está mais próximo da folha de cobre, de modo que a PCB de LED de alumínio tem excelente condutividade térmica e desempenho de dissipação de calor, reduz a temperatura de operação do módulo e prolonga a vida útil.

Alta carga de corrente: Usando a mesma espessura e a mesma largura de linha, o substrato de PCB de LED de alumínio pode suportar uma corrente mais alta.

(2) Boa usinabilidade: pode substituir o substrato de cerâmica, com melhor resistência mecânica. Ao mesmo tempo, com alta resistência e tenacidade, pode realizar a fabricação de placas impressas em grandes áreas e a montagem de componentes.

(3) Boa blindagem eletromagnética: Para garantir o desempenho dos circuitos eletrônicos, alguns componentes dos produtos eletrônicos precisam evitar a radiação e a interferência eletromagnéticas. A placa de circuito impresso de alumínio para LED pode atuar como uma placa de proteção, desempenhando o papel de proteger as ondas eletromagnéticas

(4) Proteção ambiental: O PCB de LED de alumínio usado na matéria-prima não é tóxico e pode ser reciclado. Atende aos requisitos da RoHs.

(5) Peso leve: A placa de circuito impresso de alumínio com LED tem um peso surpreendentemente leve, com excelente resistência e elasticidade, o que é muito conveniente.

A Hitech Circuits pode fornecer produtos de PCB de LED de alumínio de alta qualidade e a preços acessíveis para você.

9. Requisitos Técnicos para PCB de LED de Alumínio

Os principais requisitos técnicos são:

1. Requisitos dimensionais: incluindo tamanho e desvio do painel, espessura e desvio, perpendicularidade e empenamento; aparência, incluindo rachaduras, arranhões, rebarbas e delimitação, filme de óxido de alumínio, etc.

2. Requisitos de desempenho, incluindo resistência ao descascamento, resistividade da superfície, tensão mínima de ruptura, constante dielétrica, requisitos de combustão e resistência térmica.

10.  Método de Teste Especial para Placas Revestidas de Cobre à Base de Alumínio

Um é o método de medição da constante dielétrica e do fator de perda dielétrica. É o método de ressonância em série com valor Q variável. A amostra e o capacitor sintonizado são conectados ao circuito de alta frequência em série para medir o valor Q do circuito em série.

O outro é o método de medição da resistência térmica, que é calculado pela razão da diferença de temperatura e da condução de calor entre diferentes pontos de medição de temperatura.

11. O Processo de Fabricação de PCB de LED de Alumínio na Hitechpcb

(1) Corte do substrato

a. Processo de corte: material → corte

b. Nota: ① Verifique o tamanho da primeira peça; ② Preste atenção ao arranhão da superfície de alumínio e ao arranhão da superfície de cobre; ③ Preste atenção às camadas da borda da placa e da ponta.

(2) Perfuração da placa

a, processo de perfuração: pino → perfuração → inspeção da placa

b, questões que precisam de atenção: ① verifique o número de furos, o tamanho da corrente de castanha vazia; ② verifique a rebarba da placa, o desvio do furo; ③ evite arranhar o substrato; ④ verifique e substitua o bico de perfuração.

(3) Transferência de imagem

a, processo de geração de imagens gráficas: placa de esmerilhamento → filme → exposição → revelação

b, precauções: ① Verifique se há um circuito aberto após a revelação; ② Preste atenção à linha ruim causada pela limpeza da placa; ③ Não pode haver exposição residual de ar para evitar a exposição ruim; ④ Se há desvio no contraponto de revelação; ⑤ Após a exposição, a revelação deve ser feita em repouso por mais de 15 minutos.

(4) Máscara de solda e processo de serigrafia

a, soldagem por resistência de impressão de seda de linha de morte, processo de caráter: impressão de tela → pré-cozimento → exposição → desenvolvimento → caráter

b, questões que precisam de atenção: ① Verifique se há corpo estranho na placa; ② Preste atenção à limpeza da placa de rede; ③ Pré-assar por mais de 30 minutos após a impressão da tela, para evitar bolhas na linha; ④ Preste atenção à espessura e à uniformidade da impressão da tela; ⑤ Depois que a placa pré-assada esfriar completamente, evite tocar no filme ou danificar o brilho da superfície da tinta.

(5) Teste E ou teste de sonda voadora

a, processo de teste: teste de linha → teste de tensão suportável

b, precauções: ① Como distinguir, após o teste, como armazenar produtos qualificados e não qualificados.

(6) FQC, FQA, embalagem, envio

a. Processo: FQC→FQA→ Embalagem → envio

b. Observação: ① O FQC deve prestar atenção à confirmação da aparência da PCB de LED de alumínio acabada no processo de inspeção ocular e fazer uma distinção razoável; ② O FQA faz a verificação no local e verifica os padrões de inspeção do FQC; ③ Devemos confirmar o número de pacotes para evitar placas misturadas, placas e pacotes errados

12. Aplicação de PCB de LED de Alumínio

1. Dispositivos de áudio: entrada, amplificador de saída, amplificador de equilíbrio, amplificador de áudio, pré-amplificador, amplificador de potência.

2. Fonte de alimentação: regulador de tensão de comutação, conversor CC/CA, regulador de tensão SW, etc.

3. Equipamento eletrônico de comunicação: amplificador de alta frequência, filtro, circuito transmissor

4. Equipamento de automação de escritório: acionamento de motor, etc.

5. Automóvel: regulador eletrônico, dispositivo de ignição, controlador de potência, etc.

6. Computador: placa de CPU, unidade de disquete, equipamento de energia, etc.

7. Módulo de energia: conversor, relé sólido, ponte retificadora, etc

8. Lâmpadas e iluminação: Uma variedade de lâmpadas LED coloridas de economia de energia é bem recebida pelo mercado, e a PCB de alumínio LED usada em luzes LED também começou a ser aplicada em larga escala.

13.  Condições de Armazenamento de PCBs de LED de Alumínio

As PCBs de LED de alumínio geralmente são armazenadas em um ambiente escuro e seco. A maioria das placas de circuito impresso com núcleo metálico para iluminação de tubo de LED de alumínio é propensa a umidade, amarelamento e escurecimento. Em geral, elas devem ser usadas dentro de 48 horas após a abertura da embalagem a vácuo.

14.  Especificação para a Fabricação de PCB de LED de Alumínio

a. A PCB de LED de alumínio é frequentemente usada em dispositivos de potência, a densidade de potência é alta, portanto a folha de cobre é mais espessa. Se forem usadas folhas de cobre com mais de 3 onças, a gravação de folhas de cobre grossas requer compensação de largura de linha projetada, caso contrário, a largura da linha ficará fora de tolerância após a gravação.

b. A superfície da base de alumínio do substrato de alumínio deve ser protegida por uma película protetora com antecedência durante o processamento da PCB, caso contrário, alguns produtos químicos gravarão a superfície da base de alumínio, resultando em danos à aparência. E a película protetora pode ser facilmente danificada, resultando em lacunas, o que exige a inserção de todo o processo de processamento da PCB.

c. A dureza da fresa usada pela placa de fibra de vidro é relativamente pequena, e a dureza da fresa usada pelo substrato de alumínio é grande. No processo de fabricação da velocidade da fresa da placa de fibra de vidro, enquanto a produção do substrato de alumínio é pelo menos dois terços mais lenta.

d. A placa de fibra de vidro para fresagem por computador é apenas o uso do sistema de resfriamento da própria máquina, mas o processamento do substrato de alumínio deve ser feito além da dissipação de calor do álcool para a cabeça do gongo.

 15.  Fabricação de Circuitos de PCB de LED de Alumínio

(1) Processamento mecânico: A perfuração do substrato de alumínio pode ser feita, mas nenhuma rebarba é permitida na borda do furo interno após a perfuração, o que afetará o teste de pressão. A fresagem do formato é muito difícil. E a forma de perfuração precisa usar um molde avançado, a produção do molde é muito especializada, como uma das dificuldades do substrato de alumínio. Após a perfuração da forma, a borda deve ficar bem limpa, sem nenhuma rebarba, e não prejudicar a camada de resistência de soldagem na borda da placa. Normalmente, o uso de matriz soldado, furo da linha, forma da superfície de alumínio, força de perfuração da placa de circuito é reduzida e assim por diante são habilidades. Depois de perfurar a forma, o empenamento da placa deve ser inferior a 0,5%.

(2) Não é permitido limpar a superfície da base de alumínio em todo o processo de produção: o toque da base de alumínio ou um determinado produto químico produzirá descoloração da superfície, escurecimento, o que é absolutamente inaceitável, alguns clientes não recebem repolimento da base de alumínio, portanto, todo o processo não toca a superfície da base de alumínio, o que é uma das dificuldades na produção da placa de base de alumínio. Algumas empresas usam o processo de passivação, outras usam o nivelamento com ar quente (spray de estanho) antes e depois de cada película protetora colada.

(3) Teste de alta tensão: a placa de base de alumínio da fonte de alimentação de comunicação deve ser testada com 100% de alta tensão. Alguns clientes exigem corrente contínua ou corrente alternada. A tensão deve ser de 1500 V ou 1600 V, e o tempo deve ser de 5 segundos ou 10 segundos. Sujeira na placa, buracos e rebarbas nas bordas de alumínio, dentes de serra na linha, danos a qualquer pequena camada de isolamento levarão a incêndios, vazamentos e avarias no teste de alta tensão. A estratificação e a formação de espuma da placa de teste de pressão são rejeitadas.