logo
Nowości
Do domu > Nowości > Informacje o firmie Wyzwania techniczne w produkcji płytek PCB na bazie dwuwarstwowej aluminium: rozwiązania dla niezawodnej produkcji
Wydarzenia
Skontaktuj się z nami

Wyzwania techniczne w produkcji płytek PCB na bazie dwuwarstwowej aluminium: rozwiązania dla niezawodnej produkcji

2025-09-01

Najnowsze wiadomości o Wyzwania techniczne w produkcji płytek PCB na bazie dwuwarstwowej aluminium: rozwiązania dla niezawodnej produkcji

2-layer aluminum base PCBs (MCPCBs) are the backbone of high-power electronics—from LED lighting to EV charging modules—thanks to their superior thermal conductivity (1–5 W/m·K) compared to traditional FR4 PCBs (0Jednakże ich wyjątkowa struktura - rdzeń aluminiowy połączony ze warstwą dielektryczną i ślady miedzi - wprowadza przeszkody techniczne, których nie ma w standardowej produkcji płyt PCB.defekty żywicy, a awaria maski lutowej to tylko kilka problemów, które mogą zakłócić produkcję, zmniejszyć wydajność i zagrozić niezawodności produktu końcowego.


Dla producentów i inżynierów zrozumienie tych wyzwań ma kluczowe znaczenie dla dostarczania spójnych, wydajnych 2-warstwowych płyt PCB na bazie aluminium.W niniejszym przewodniku podzielone są najczęstsze trudności techniczne związane z przetwarzaniem płyt PCB na bazie dwuwarstwowej aluminium, porównuje je ze standardowym wytwarzaniem FR4 i dostarcza rozwiązania oparte na danych i najlepszych praktykach w branży.te spostrzeżenia pomogą ci przezwyciężyć wąskie gardła produkcji i zbudować PCB, które wytrzymają napięcie termiczne i trudne środowiska.


Kluczowe wnioski
1Uderzenia w wiązanie: Delaminacja pomiędzy rdzeniem aluminiowym a warstwą dielektryczną powoduje 35% wad PCB z bazy dwuwarstwowej aluminiowej, które są rozwiązywane przez precyzyjną kontrolę laminacji (180~200°C,300-400 psi) i żywic o wysokiej przyczepności.
2Wady żywicy: Pęknięcie i pękanie w warstwie dielektrycznej obniża przewodność cieplną o 40%, co zapobiega stosowanie żywic o wysokiej Tg (Tg ≥ 180°C) i odgazowania próżniowego.
3Problemy z maską lutowniczą: gładka powierzchnia aluminium prowadzi do o 25% wyższego współczynnika łuszczenia maski lutowniczej, który jest rozwiązywany za pomocą strzelania piaskiem (Ra 1,5 ∼ 2,0 μm) i masek lutowniczych ocieplanych UV.
4Niezawodność cyklu termicznego:Dwuwarstwowe płytki PCB na bazie aluminium ulegają awarii 2 razy częściej niż FR4 w cyklach od -40°C do 125°C, zmniejszone przez dopasowanie współczynnika rozszerzenia cieplnego (CTE) między warstwami i stosowanie elastycznych dielektryków.
5Efektywność kosztowa: właściwa kontrola procesów zmniejsza wskaźnik wad z 20% do 5%, zmniejszając koszty ponownego obróbki o 0,80 $ 2,50 $ za PCB w produkcji dużych objętości.


Co to jest 2-warstwowy PCB aluminiowy?
Dwuwarstwowe płyty PCB aluminiowe składają się z trzech podstawowych komponentów, ułożonych w strukturze “kopro-dielektryczny-aluminiowy-koprowy”:

1.Rdzeń aluminiowy: zapewnia sztywność mechaniczną i działa jako rozpraszacz ciepła (zwykle 0,5 mm grubości, stop 6061 lub 5052 aluminium).
2.Włókno dielektryczne: Materiał izolacyjny (np. żywica epoksydowa, poliamid), który wiąże rdzeń aluminium z śladami miedzi, kluczowe dla izolacji elektrycznej i transferu ciepła.
3Ślady miedzi: 1 ̊3 oz folii miedzi po obu stronach dielektrycznego/aluminiowego stosu ̊ przewozi sygnały elektryczne i moc.


W przeciwieństwie do standardowych płyt FR4 (które wykorzystują włókno szklane jako rdzeń), przewodność cieplna podstawy aluminiowej sprawia, że 2-warstwowe płyty MCPCB są idealne do zastosowań o dużej mocy (10W+).Ta struktura stwarza również wyjątkowe wyzwania produkcyjne, ponieważ właściwości aluminium (wysoka rozciąganie cieplne, gładka powierzchnia) kolidują z tradycyjnymi metodami przetwarzania PCB.


Dwuwarstwowe płytki aluminiowe w porównaniu ze standardowymi płytkami FR4: porównanie produkcji

W celu określenia kontekstu trudności technicznych dwuwarstwowych płyt PCB na bazie aluminium, niezbędne jest porównanie ich ze standardowymi płytami FR4 - najczęstszym typem płyt PCB.Poniższa tabela pokazuje najważniejsze różnice w materiałach, procesy i wyzwania:

Aspekt Dwuwarstwowe płytki PCB o bazie aluminium Standardowe 2-warstwowe płytki PCB FR4 Kluczowe wyzwanie związane z produkcją PCB z aluminium
Materiał podstawowy Stop aluminium (6061/5052) FR4 (włókno szklane + epoksyd) Wysoka CTE w aluminium (23 ppm/°C w porównaniu z FR4 13 ppm/°C) powoduje napięcie cieplne
Warstwa dielektryczna Epoksy/polimid (0,1 ∼0,3 mm grubości) Prepreg FR4 (0,1 ∼0,2 mm grubości) Dielektryczny musi wiązać się z gładkim aluminium (niskie ryzyko adhezji)
Przewodność cieplna 1 ‰ 5 W/m·K 0.3 W/m·K Wady żywicy (bąbelki) zmniejszają przepływ ciepła o 40%
Przygotowanie powierzchni Wykorzystanie urządzeń do przepływu powietrza Oczyszczanie chemiczne (Ra 0,5−1,0μm) Gładka powierzchnia aluminium wymaga agresywnego przygotowania do przyczepiania się maski lutowej
Proces laminowania Prasowanie próżniowe (180~200°C, 300~400 psi) Standardowe prasowanie (150°C, 250°C, 300 psi) Masa cieplna aluminium wymaga dłuższych cykli ogrzewania/chłodzenia
Wskaźnik wad 15~20% (procesy nieprzetworzone) 5 ‰ 8% Problemy związane z aluminium (delaminacja, krakingi żywicy) powodują większe wady


Przykład: W przypadku producenta produkującego 10 000 2-warstwowych płyt PCB z bazy aluminiowej dla sterowników LED wskaźnik wad wynosił 18% w porównaniu z 7% w przypadku płyt PCB FR4 o tej samej złożoności.

Główne zagadnienia: delaminacja (6%) i peeling maski lutowej (5%).


Główne trudności techniczne w przetwarzaniu PCB z bazy aluminiowej w dwóch warstwach
Produkcja płytek PCB na bazie dwuwarstwowej zawiera 5+ krytycznych etapów, z których każdy ma unikalne wyzwania.

1. Niewydolność wiązania dielektrycznego z aluminium (delaminacja)
Delaminacja ‒ oddzielenie rdzenia aluminiowego od warstwy dielektrycznej ‒ jest największą trudnością techniczną w procesie obróbki PCB na bazie dwuwarstwowej aluminium.Występuje, gdy dielektryk nie przylega do powierzchni aluminium, tworząc szczeliny powietrza, które zmniejszają przewodność cieplną i izolację elektryczną.

Główne przyczyny:
a.Nieodpowiednie przygotowanie powierzchni: naturalna warstwa tlenku aluminium (10-20 nm grubości) działa jako bariera przyczepności. Bez odpowiedniego czyszczenia lub hartowania dielektryczny nie może mocno się wiązać.
b. Niezgodność parametrów laminacji: zbyt niska temperatura (≤ 170°C) uniemożliwia utwardzanie żywicy; zbyt wysokie ciśnienie (> 450 psi) wyciska nadmiar żywicy, tworząc cienkie plamy.
c. wilgoć w żywicy: para wodna w żywicy dielektrycznej odparowuje się podczas laminowania, tworząc bąbelki, które osłabiają wiązanie.


Wpływ:
a. Spadek przewodności cieplnej o 50% (np. z 3 W/m·K do 1,5 W/m·K), co prowadzi do przegrzania części.
b. W przypadku wysokiego napięcia (≥ 250 V) izolacja elektryczna ulega awarii, powodując zwarcia.
c. Delaminatowane PCB mają o 70% wyższy wskaźnik awarii w cyklu termicznym (-40 °C do 125 °C).


Dane:

Metoda przygotowania powierzchni Siła wiązania (N/mm) Wskaźnik delaminacji
Brak przygotowania (warstwa tlenowa) 0.5 ¢1.0 25%
Czyszczenie chemiczne 1.52.0 12%
Wykorzystanie urządzeń do przepływu powietrza 2.5 ¢3.0 3%


2Wady żywicy dielektrycznej (pęcherzyki, pęknięcia)
Warstwa dielektryczna jest klejem z 2-warstwowych PCB aluminiowych, ale jest podatna na dwie krytyczne wady: bąbelkowanie (w trakcie laminacji) i pękanie (w trakcie cyklu termicznego).

Podstawowe przyczyny:
a. wilgoć w żywicy: żywica przechowywana w wilgotnych warunkach (> 60% RH) wchłania wodę, która odparowuje się podczas laminowania (180°C+), tworząc bąbelki.
b.Nieodpowiednie odgazowanie próżniowe: powietrze uwięzione w żywicy nie jest usuwane przed laminowaniem, tworząc pustki.
Problemy z lepkością żywicy: żywica o niskiej lepkości przepływa zbyt dużo, pozostawiając cienkie obszary; żywica o wysokiej lepkości nie wypełnia luki, tworząc kieszeni powietrza.


Podstawowe przyczyny:
a. Żywica o niskim Tg: Żywica o Tg < 150°C zmiękcza się w wysokich temperaturach (≥ 125°C), co prowadzi do pękania podczas chłodzenia.
b. Niezgodność CTE: CTE aluminium (23 ppm/°C) jest prawie dwukrotnie większe niż standardowej żywicy epoksydowej (12 ppm/°C).


Wpływ:
a.Bubble zmniejszają przewodność cieplną o 40%, powodując przegrzanie się i przedwczesne uszkodzenie sterowników LED.
b.Pęknięcia zagrażają izolacji elektrycznej, co prowadzi do 20% wyższych wskaźników awarii pola w zastosowaniach przemysłowych.


Dane:

Rodzaj żywicy Tg (°C) Stawka bańkowa Poziom pękania (1000 cykli termicznych)
Epoksy standardowy (niskie Tg) 130 18% 22%
Epoxy o wysokiej temperaturze Tg 180 8% 8%
Mieszanka epoksydowo-poliamidowa 200 5% 3%


3Problemy z przyczepieniem i pokryciem maski lutowej
Maska lutowa chroni ślady miedzi przed korozją i mostami lutowymi, ale gładka, nieporowata powierzchnia aluminium utrudnia masce lutowej przyleganie.odkręcanie i otwory szpicalne.


Główne przyczyny łuszczenia:
a.Niewystarczająca szorstkość powierzchniowa: naturalna siła przyczepności aluminiowej Ra (0,1 ∼0,5 μm) jest zbyt gładka, aby maska lutowa mogła się uchwycić.
b.Zanieczyszczona powierzchnia: olej, pył lub pozostałe tlenki na aluminium uniemożliwiają wiązanie się maski lutowej.
c. Niezgodna maska lutowa: standardowe maski lutowe FR4 (sformułowane do włókna szklanych) nie przylegają do aluminium.


Główne przyczyny dziur:
a.Słaba grubość maski lutowej: zbyt cienka maska lutowa (≤ 15 μm) tworzy dziury podczas utwardzania.
b.Zatrzymane powietrze w masce lutowej: podczas utwardzania UV pękają bąbelki powietrza w masce lutowej płynnej, pozostawiając małe otwory.


Wpływ:
a. Odkładanie wystawia ślady miedzi na korozję, zwiększając awarie pola o 25% w wilgotnych warunkach.
b.Pinhole powodują mosty lutowe między śladami, co prowadzi do zwarć w konstrukcjach o wysokiej gęstości.


Dane:

Metoda przygotowania maski lutowniczej Siła przyczepności (N/mm) Wskaźnik łuszczenia Wskaźnik otworów
Brak obróbki powierzchni 0.3 ¢0.5 30% 15%
Tylko czyszczenie chemiczne 0.8 ¢1.2 18% 10%
Wyrzucanie piasku + czyszczenie 1.8 ¢2.2 4% 3%


4Wyzwania związane z obróbką rdzenia aluminium
Miękkość aluminium (6061 stop: 95 HB) sprawia, że jest podatny na deformacje podczas cięcia, wiercenia i trasy.

Główne przyczyny:
a. Brudne narzędzia: Brudne wiertarki lub ostrza routerów rozrywają aluminium zamiast go cięć, tworząc węzły (0,1 ∼0,3 mm), które krótko przekładają się.
b. Nadmierna prędkość cięcia: prędkości > 3000 obrotów na minutę wytwarzają ciepło, stopiąc warstwę dielektryczną i wiążąc aluminium z narzędziami.
c. Nieodpowiednie mocowanie: elastyczność aluminium powoduje drgania podczas obróbki, co prowadzi do nierównych krawędzi i niezgodnych otworów.


Wpływ:
a. Burry wymagają ręcznego odkurzania, co zwiększa koszty pracy o 0,20$/0,50$ za PCB.
b. Niewłaściwie ustawione otwory (± 0,1 mm) przerywają przewody, zmniejszając wydajność o 8 ‰ 10%.


Dane:

Parametry obróbki Wielkość burr (μm) Dokładność wyrównania otworów (μm) Stawka rentowności
Narzędzia nudne (ponad 500 otworów) 200 ‰ 300 ± 150 82%
Narzędzia ostrze + 2500 obr./min 50 ¢100 ±50 95%
Narzędzia ostrze + 2000 obr./min + mocowanie 20 ¢50 ± 30 98%


5. Niezawodność cyklu termicznego
Dwuwarstwowe płytki PCB na bazie aluminium są przeznaczone do zastosowań o wysokiej temperaturze, ale cykl termiczny (-40°C do 125°C) nadal powoduje 30% awarii pola.i miedzi.

Główne przyczyny:
a. Niezgodność CTE: aluminium (23 ppm/°C) rozszerza się 2x szybciej niż miedź (17 ppm/°C) i 3x szybciej niż epoksyd (8 ppm/°C).
b.Błędny dielektryczny: żywice o niskiej elastyczności pękają w wyniku wielokrotnego rozszerzania/zmniejszania.
c. Słabe połączenia drogowe: przewody łączące dwie warstwy miedzi mogą odciągać się od dielektryku podczas cyklu.


Wpływ:
a. Dwuwarstwowe płytki PCB aluminiowe do modułu ładowania EV nie działają po 500 cyklach termicznych, w porównaniu z 1000 cyklami właściwie zaprojektowanej płyty.
b.Upadki związane z CTE kosztują producentów rocznie 100 000 USD/500 000 USD z tytułu roszczeń gwarancyjnych.


Dane:

Modyfikacja projektu Przetrwanie cyklu termicznego (Cykle) Wskaźnik niepowodzeń
Brak zmian 500 30%
elastyczny dielektryczny (CTE 15 ppm/°C) 1,000 12%
Elastyczny dielektryczny + Aluminium pokryte miedzią 1,500 4%


Rozwiązania problemów związanych z przetwarzaniem płytek PCB na bazie dwuwarstwowej aluminium
Rozwiązanie powyższych trudności technicznych wymaga połączenia doboru materiału, optymalizacji procesu i kontroli jakości.
1- Naprawa nieprawidłowości wiązania dielektrycznego z aluminium
a.Przygotowanie powierzchni: W celu uzyskania Ra 1,5 ‰ 2,0 μm ∆ wykorzystuje się wybuchowanie żwirów (nośniki tlenku aluminium, 80 ‰ 120 żwirów), co usuwa warstwę tlenku i tworzy szorstką powierzchnię do przyczepności żywicy.Następnie czyszczenie ultradźwiękowe (60°C), 10 minut) w celu usunięcia odpadów.
Optymalizacja laminacji:
Temperatura: 180~200°C (truje żywicę bez spalania).
Ciśnienie: 300-400 psi (zapewnia pełny kontakt żywicy z aluminium).
Próżnia: -95 kPa (odcinają się kieszeni powietrza).
c.Wybór żywicy: Wybierz żywice epoksydowe z silanowymi środkami sprzęgającymi (np. A-187) ◄ te substancje chemiczne wiążą żywicę z tlenkiem aluminium, zwiększając wytrzymałość wiązania o 50%.


Wynik: Producent stosujący granulowanie piaskowe + żywicę silanową zmniejszył delaminację z 12% do 2%.


2Zapobieganie wybuchowieniu i pękaniu żywicy
a. Kontrola wilgoci: przechowywać żywicę w suchym pomieszczeniu (RH < 30%) i wysuszać ją w temperaturze 80°C przez 2 godziny przed użyciem, aby usunąć 90% wilgoci.
b.Odegazowanie próżniowe: żywica Degasa w temperaturze -90 kPa przez 30 minut w celu wyeliminowania prędkości pęcherzyków w uwięzionym powietrzu z 18% do 5%.
c.Gęstkie żywice o wysokim Tg: stosować mieszaniny epoksydowo-polimidowe (Tg ≥ 180°C, CTE 12 ‰ 15 ppm/°C) – są odporne na pęknięcia podczas cyklu termicznego i zachowują elastyczność.


Wynik: Producent diod LED przeszedł na żywicę epoksydowo-polimidową o wysokim Tg, zmniejszając wady żywicy z 22% do 4%.


3Zapewnienie przyczepności maski lutowej
a.Aggresyjna obróbka powierzchni: połączenie odpylania piasku (Ra 1,5 μm) z oczyszczaniem plazmy (plasma tlenowa, 5 minut) ̇ usuwa pozostałe oleje i aktywuje powierzchnię aluminium,zwiększenie przyczepności maski lutowej o 80%.
b.Maski lutowe specyficzne dla aluminium: stosować maski lutowe wytrzymałe na promieniowanie UV, opracowane dla aluminium (np. DuPont PM-3300 AL). Zawierają one promotorów przyczepności, które wiążą się z tlenem aluminium.
c.Optymalna grubość: stosować maskę lutowniczą w temperaturze 25-35μm (2-3 warstwy) w celu zapobiegania otworom szpilkowym, leczonym światłem UV (365nm, 500 mJ/cm2) w celu pełnego połączenia krzyżowego.


Wynik: dostawca telekomunikacyjny stosujący specjalną maskę lutowniczą z aluminium zmniejszył skrapanie z 18% do 3%.


4Optymalizacja obróbki aluminium
a.Narzędzia ostrze: użyj wiertarków z węglanu węglowego (135° kąta punktowego) i wymieniaj je po 300 otworach.
b.Kontrolowana prędkość/przekaz:
Wiertarka: 2000-2500 obrotów na minutę, prędkość napędu 0,1 mm/ob.
Routing: 1500-2000 obrotów na minutę, prędkość napędu 0,2 mm/ob.
c. Wymaganie podciśnienia próżniowego: zabezpieczenie rdzenia aluminiowego w trakcie obróbki wysysaczem próżniowym eliminuje drgania i poprawia ustawienie otworu do ± 30 μm.


Wynik: producent kontraktowy stosujący urządzenia podciśnieniowe zwiększył wydajność obróbki z 82% do 98%.


5Poprawa niezawodności cyklu cieplnego

a.Podobnienie CTE: Użyj aluminium pokrytego miedzią (CCA) zamiast czystego aluminium.CCA ma CTE 18 ppm/°C (bliżej miedzi 17 ppm/°C) w porównaniu z czystym aluminium 23 ppm/°C.Zmniejsza to napięcie cieplne między warstwami o 40%- Nie.
b.Elastyczna integracja dielektryczna: włączenie cienkiej warstwy poliamidu (CTE 15 ppm/°C) do stosu dielektrycznego, którego elastyczność pochłania siły rozszerzania/zmniejszania,zmniejszenie stężenia pęknięć z 22% do 3%- Nie.
c. Wzmocniona konstrukcja drogowa: stosowanie przewodów termicznych (0,3 ∼0,5 mm średnicy, wypełnionych miedzią) wokół elementów o wysokim temperaturze (np. diody LED, regulatory napięcia).Ścieżki przestrzenne oddalone o 2-3 mm, aby stworzyć ścieżkę ciepła, która zmniejsza poprzez odciąganie o 60%- Nie.


Badanie przypadku: Producent modułu ładowania pojazdów elektrycznych przeszedł na rdzenie CCA i elastyczne dielektryki.i roszczenia gwarancyjne spadły o 75%, oszczędzając 300 tysięcy rocznie.- Nie.


Kontrola jakości: Badanie niezawodności 2-warstwowych płyt PCB aluminiowych
Nawet przy optymalizacji procesu rygorystyczne badania są kluczowe do wykrycia wad przed dotarciem PCB do klientów.wraz z kryteriami sprawności/niewłaściwości/

Rodzaj badania
Celem
Metoda badania
Kryterium przejścia
Badanie wytrzymałości wiązania
Weryfikacja przyczepności między aluminium a dielektrykiem
Badanie ciągnięcia z przyrządem siłowym (10 mm/min prędkości)
Wytrzymałość wiązania ≥ 2,0 N/mm; brak delaminacji
Badanie przewodności cieplnej
Pomiar efektywności przenoszenia ciepła
Analiza błysku laserowego (LFA)
Przewodność cieplna ≥ 1,5 W/m·K (nie więcej niż 20% poniżej specyfikacji projektowej)
Badanie cyklu termicznego
Zweryfikowanie niezawodności w warunkach wahania temperatury
-40°C do 125°C, 1000 cykli (1 godzina/cykl)
Brak delaminacji, pęknięć lub utraty ciągłości elektrycznej
Badanie przyczepności maski lutowej
Sprawdź trwałość maski lutowej
Badanie krzyżowe (ASTM D3359) + ciąg taśmy
Brak łuszczenia w siatce skrzyżowej; ≥95% utrzymania przyczepności
Badanie izolacji elektrycznej
Upewnij się, że dielektryka zapobiega zwarciom
500 V prądu stałego przez 1 minutę (między rdzeniem aluminiowym a miedzią)
Prąd przecieku ≤ 10 μA; brak awarii


Najlepsza praktyka: W przypadku produkcji dużych ilości (10 tys. jednostek/tydzień) należy przetestować 1% każdej partii. W przypadku krytycznych zastosowań (np. w branży motoryzacyjnej, medycznej) należy zwiększyć próbki do 5% w celu uniknięcia awarii w terenie.


Zastosowanie w świecie rzeczywistym: przezwyciężanie wyzwań w zakresie PCB oświetleniowych LED
Oświetlenie LED jest największym rynkiem PCB na bazie dwuwarstwowej aluminium, odpowiadającym za 45% światowego zapotrzebowania na MCPCB (LED w 2024 r.).Wiodący producent diod LED napotkał trzy krytyczne problemy ze swoimi dwuwarstwowymi płytami PCB na bazie aluminiumW tym celu wykorzystano następujące rozwiązania: delaminacja (15% wskaźnika wad), bąbelkowanie żywicą (12%), łup maski lutowej (8%).


1Roztwór delaminacyjny
a.Zastąpione oczyszczanie chemiczne wybuchem 80 szklanych szklanych tlenków tlenku aluminium (Ra 1,8 μm), po którym następuje oczyszczanie ultradźwiękowe.
b.Zmiana na żywicę epoksydową z silanowymi środkami sprzęgającymi (A-187) i zoptymalizowana laminacja: 190°C, 350 psi, próżnia -95 kPa.
Wynik: Delaminacja spadła do 2%.


2Roztwór z żywicy.
a.Wdrożono komnatę suchą (RH < 25%) do przechowywania żywicy i przed laminowaniem dodano krok odgazowania próżniowego (-90 kPa, 30 minut).
b.Przekształcone z epoksydu o niskim poziomie Tg (Tg 130°C) na epoksydo-polimid o wysokim poziomie Tg (Tg 190°C).
c.Wynik: Bąbelkowanie spadło do 3%.


3. Solder Mask Peeling Solution
a. Wykorzystano oczyszczanie tlenowe plazmy (5 minut, 100 W) po wystrzelaniu piasku w celu aktywacji powierzchni aluminium.
b.Przyjęto specjalną maskę lutową do walki UV z aluminium (DuPont PM-3300 AL) stosowaną przy grubości 30 μm.
c.Wynik: skórkowanie zmniejszone do 1%.


Ostateczny wynik.
a.Ogólna stopa wad spadła z 35% do 6%.
b.Kosty remontowania spadły o 1,20 za pcb,zaoszczędzono 120 tys. rocznie (100 tys. jednostek/rok).
c.Żywotność kierowcy LED wzrosła z 30k do 50k godzin, spełniając normy bezpieczeństwa EN 62471 dla oświetlenia komercyjnego.


Analiza kosztów i korzyści: inwestowanie w optymalizację procesów
Wiele producentów waha się inwestować w granulowanie piasku, żywice o wysokim poziomie Tg lub specjalistyczne badania, martwiąc się o koszty wstępne.Poniżej przedstawiono podział kosztów i korzyści dla linii produkcyjnej PCB o 2-warstwowej bazie aluminiowej o mocy 100 000 sztuk/rok/

Kategoria kosztów
Przed optymalizacją (wysokie wady)
Po optymalizacji (mniejsza liczba wad)
Roczne oszczędności
Praca na nowo
(0,80/jednostka (łącznie 80k)
(0,10/jednostka (łącznie 10k)
70 tysięcy.
Odpady materiałowe
(1,50/jednostka (w sumie 150k)
(0,30/jednostka () 30k w sumie)
120 tysięcy.
Wnioski dotyczące gwarancji
(0,60/jednostka () łącznie 60k)
(0,05/jednostka (łącznie 5k)
55 tysięcy.
Koszty optymalizacji procesu
0 dolarów
(0,20/jednostka () łącznie 20k)
- 20 tysięcy.
Roczne oszczędności netto
/
/
225 tysięcy.

- Nie.
Kluczowe spostrzeżenia: Optymalizacja procesów opłaca się w ciągu 2 do 3 miesięcy dla linii o dużym wolumenie.5k/rok), ale nadal uzasadniają inwestycje, zwłaszcza w krytycznych zastosowaniach takich jak motoryzacja lub medycyna- Nie.


Często zadawane pytania dotyczące przetwarzania PCB z bazy aluminiowej w dwóch warstwach
P1: Jakie jest najlepsze stop aluminiowy dla 2-warstwowych MCPCB?
Odpowiedź: Aluminium 6061 jest standardem przemysłowym, który równoważy przewodność cieplną (167 W/m·K), możliwość obróbki i koszty.który ma lepszą odporność na korozjęUnikaj czystego aluminium (1050 stopów), jest zbyt miękki i podatny na deformacje.


P2: Czy PCB z dwuwarstwową bazą aluminiową mogą być lutowane bez ołowiu?
A: Tak, ale lutowanie bez ołowiu (np. Sn-Ag-Cu) ma wyższy punkt topnienia (217°C) niż lutowanie ołowiane (183°C).
Wykorzystanie dielektryku o wysokim Tg (Tg ≥ 180°C) w celu wytrzymania temperatury powrotnego przepływu.
W trakcie ponownego przepływu PCB należy podgrzewać powoli (2°C/s), aby uniknąć wstrząsu cieplnego.


P3: Jaką grubość powinna mieć warstwa dielektryczna dla 2-warstwowych PCB o bazie aluminium?
Odpowiedź: Idealnym rozwiązaniem jest 0,1 ≈ 0,3 mm. Cienkszy dielektryczny (< 0,1 mm) zmniejsza opór izolacyjny (ryzyko zwarć), podczas gdy grubszy dielektryczny (> 0,3 mm) obniża przewodność cieplną o 30%.Do zastosowań wysokonapięciowych (≥ 500 V), wykorzystuje dielektryczny 0,2 ‰ 0,3 mm, aby spełnić normy izolacji IEC 60664.


Pytanie 4: Jaka jest maksymalna gęstość mocy, którą mogą obsłużyć dwuwarstwowe płyty PCB aluminiowe?
Odpowiedź: Zazwyczaj 5 ‰ 10 W/cm2 ‰ 3x wyższe niż w przypadku PCB FR4 (1 ‰ 2 W/cm2).2-warstwowy MCPCB z rdzeniem aluminiowym o średnicy 2 mm i 0.2mm dielektryczny może obsługiwać 8 W/cm2 dla zastosowań LED.


P5: Jak wybrać dielektryczny epoksydowy lub poliamidny dla 2-warstwowych PCB o bazie aluminium?
Odpowiedź: Używać epoksydu do zastosowań o niskich temperaturach (≤ 125 °C) o wysokiej wydajności, takich jak diody LED dla konsumentów.Stosowanie poliamidów lub mieszanin epoksydowo-poliamidów w zastosowaniach o wysokiej temperaturze (≥ 150°C) lub w trudnych warunkach (samochodowe), przemysłowe), gdzie elastyczność i odporność termiczna są kluczowe.


Wniosek
Dwuwarstwowe płytki PCB na bazie aluminium zapewniają niezrównaną wydajność termiczną dla elektroniki o dużej mocy, ale ich unikalna struktura stwarza wyzwania techniczne, których standardowa produkcja FR4 nie rozwiązuje.Delaminacja, wady żywicy, łuskowanie maski lutowej i awarie cyklu termicznego są powszechne, ale nie są nie do pokonania.


Inwestowanie w optymalizację procesu ̇strzału szklistego do przygotowania powierzchni, elastycznych żywic o wysokim Tg, specjalnych masek lutowych z aluminium,), a także rygorystyczne badania ̇producenci mogą zmniejszyć wskaźnik wad z 20% do 5% lub niżejPoczątkowe koszty tych ulepszeń są szybko zrekompensowane oszczędnościami w zakresie ponownej obróbki, złomu i roszczeń gwarancyjnych.


Dla inżynierów i zespołów produkcyjnych kluczem jest postrzeganie tych wyzwań nie jako barier, ale jako możliwości budowy bardziej niezawodnych produktów.Dobrze przetworzone 2-warstwowe płytki aluminiowe nie tylko lepiej rozpraszają ciepło, ale również trwają dłużej., działa konsekwentnie i spełnia rygorystyczne standardy takich gałęzi przemysłu jak motoryzacja, oświetlenie LED i elektronika przemysłowa.


Wraz z rosnącym zapotrzebowaniem na wysokiej mocy, miniaturyzowaną elektronikę, opracowanie 2-warstwowej bazy aluminium PCB stanie się jeszcze bardziej krytyczne.w przypadku zastosowań, w których zarządzanie cieplne i niezawodność nie są przedmiotem negocjacji, te PCB będą nadal preferowane- Nie.

Wyślij do nas zapytanie

Polityka prywatności Chiny Dobra jakość Płytka PCB HDI Sprzedawca. 2024-2025 LT CIRCUIT CO.,LTD. . Wszelkie prawa zastrzeżone.