2025-09-01
الإلكترونيات عالية الطاقة من إضاءة LED إلى المحولات الصناعية تولد حرارة شديدة يمكن أن تؤدي إلى إعاقة الأداء وتقصير العمر.غالبًا ما تكون PCBs التقليدية FR-4 و PCBs ذات النواة المعدنية ذات الطبقة الواحدة (MCPCBs) غير كافية، في محاولة لتبديد الحرارة بكفاءة في البيئات المتطلبة. أدخل 2-4 طبقة الألومنيوم MCPCBs: الهندسة مع قلب الألومنيوم الصلبة والدوائر متعددة الطبقات،هذه الألواح توفر 3 × 5 أضعاف التوصيل الحراري أفضل من FR-4، مما يجعلها لا غنى عنها للتطبيقات التي لا يمكن التفاوض فيها على إدارة الحرارة.
هذا الدليل يكسر كل ما تحتاج إلى معرفته عن 2 إلى 4 طبقات من الألومنيوم MCPCBs: بنيتها، المزايا الحرارية، التطبيقات في العالم الحقيقي، وكيف أنها تفوق أنواع أخرى من PCBs.سواء كنت تصمم مصباح LED عالي 100W أو وحدة طاقة صناعيةفهم هذه اللوحات سيساعدك على بناء إلكترونيات موثوقة ودائمةوسوف نسلط الضوء أيضا على لماذا الشراكة مع المتخصصين مثل ليت سيركيوت يضمن MCPCBs الخاص بك تلبية أداء صارم ومعايير الجودة.
المعلومات الرئيسية
1التفوق الحراري: توفر بطاقات الألومنيوم المكونة من 2-4 طبقات موصلات حرارية 100 ٪ 250 W / m · K تتجاوز بكثير FR-4 ٪ 0.2 ٪ 0.4 W / m · K ٪ الحفاظ على المكونات الحرجة (مثل LEDs ، MOSFETs) تحت 80 درجة مئوية.
2مرونة التصميم: الهياكل المتعددة الطبقات تدعم الدوائر المعقدة (مثل السائقين المتكاملين،أجهزة الاستشعار) مع الحفاظ على بصمات صغيرة مثالي لتطبيقات محدودة المساحة مثل إضاءة السيارات.
3الصلبة الميكانيكية: توفر نواة الألومنيوم ثباتًا أفضل بـ 2 × 3 أضعاف من FR-4 ، وتقاوم الانحراف والاهتزاز في البيئات الصناعية أو السيارات.
4كفاءة التكلفة: توازن الأداء والميزانية الPCBs ذات الطبقة الثانية مناسبة لمشاريع الطاقة المتوسطة (10 50W) ، في حين أن تصاميم الطبقة الأربعة تتعامل مع أنظمة الطاقة العالية (50 200W) دون تكلفة PCBs السيراميكية.
5تركيز الصناعة: مهيمنة في إضاءة LED وأجهزة الإلكترونيات للسيارات وأنظمة الطاقة الصناعية كل قطاع يستفيد من MCPCBs القوى الحرارية والميكانيكية.
ما هي الألومنيوم MCPCB من طبقة 2-4؟
قبل الغوص في الفوائد ، من المهم تحديد ما يميز 2 إلى 4 طبقات من الألومنيوم MCPCB عن أنواع PCB الأخرى. في جوهرها ،هذه الألواح تجمع بين رصيف الألومنيوم المزيل للحرارة مع دوائر متعددة الطبقات، خلق حل هجين الذي يوازن الأداء الحراري وكثافة الدائرة.
هيكل النواة من 2-4 طبقة من MCPCBs الألومنيوم
على عكس MCPCBs ذات الطبقة الواحدة (التي لديها طبقة دائرة واحدة) ، تصاميم 2-4 طبقة تضيف إشارة داخلية ، طاقة ،أو طبقات الأرض تمكن الدوائر الأكثر تعقيدا مع الحفاظ على خصائص القلب الألومنيومويتضمن الهيكل عادة أربعة مكونات رئيسية:
| مكون الطبقة | الغرض | مواصفات تصاميم 2-4 طبقة |
|---|---|---|
| 1قاعدة من الألومنيوم | الطبقة الأساسية لتفريغ الحرارة؛ تسحب الحرارة من الدوائر إلى الهواء. | السماكة: 0.8~3.8mm (يمكن تخصيصها) ؛ الدرجة: 6061 (أكثر شيوعًا) |
| 2طبقة عازلة | يفصل قلب الألومنيوم عن دوائر النحاس، يمنع الشروط الكهربائية. | المادة: إيبوكسي أو بوليميد؛ سمك: 2575μm؛ التوصيل الحراري: 1 3 W / m · K |
| 3طبقات الدوائر النحاسية | مسارات موصلة للإشارات والطاقة والأرض | 2~4 طبقات ؛ سمك النحاس: 1~3 أوقية (35~105μm) |
| 4قناع لحام | يحمي النحاس من الأكسدة، ويحدد المناطق القابلة للصلب. | مادة: LPI epoxy (في الداخل) أو polyimide المقاوم للأشعة فوق البنفسجية (في الخارج) ؛ السماكة: 2550μm |
تكوينات الطبقة: 2 طبقة مقابل 4 طبقات MCPCBs
عدد الطبقات يؤثر بشكل مباشر على تعقيد الدوائر والأداء الحراري. اختر بناءً على احتياجات الطاقة والمساحة الخاصة بتطبيقك:
| التكوين | تجميع الطبقات | الأفضل ل | التوصيل الحراري | التكلفة (نسبية) |
|---|---|---|---|---|
| ألومنيوم 2 طبقة MCPCB | الدائرة النحاسية العليا → الطبقة العازلة → قلب الألومنيوم → الطبقة النحاسية السفلية (اختياري) | تطبيقات الطاقة المتوسطة (1050W): مصابيح LED ، الإضاءة الداخلية للسيارات ، مصادر الطاقة الصغيرة | 100-150 W/m·K | منخفضة (100%) |
| الألومنيوم الأربعة طبقات MCPCB | النحاس العلوي → الطبقة العازلة → طبقات الإشارة الداخلية → الطبقة العازلة → قلب الألومنيوم → النحاس السفلي | تطبيقات الطاقة العالية (50~200 واط): المحولات الصناعية ، مصابيح LED العالية ، وحدات شحن الكهرباء | 180-250 واط/ميكروكيل | مرتفع (200-250٪) |
مثال على حالات الاستخدام حسب عدد الطبقات
طبقة 2: يستخدم ضوء لوحة LED من 30 واط طبقة 2 MCPCB للآثار LED ، الطبقة السفلية للحفاظ على الأرض Tj (درجة حرارة التقاطع) عند 72 درجة مئوية مقابل 105 درجة مئوية مع FR-4.
4 طبقات: يستخدم عاكس الطاقة الصناعي بقدرة 150 واط 4 طبقات، اثنتان لتتبع الطاقة، وواحدة لمسارات الإشارة، وواحدة لتبديد الحرارة من MOSFETs بسرعة 3 مرات أسرع من لوحة ذات طبقتين.
لماذا 2-4 طبقة الألومنيوم MCPCBs تتفوق في تطبيقات الحرارة العالية
تكمن قيمة هذه اللوحات في قدرتها على حل نقطتين حساستين للالكترونيات عالية الطاقة: تراكم الحرارة وتعقيد الدائرة. فيما يلي ثلاثة من فوائدها الأكثر تأثيرا:
1إدارة الحرارة المتفوقة: إبقاء المكونات باردة تحت الضغط
الحرارة هي السبب الرئيسي للفشل المبكر في الإلكترونيات عالية الطاقة. تعالج بطاقات الألومنيوم المكونة من 2 إلى 4 طبقات هذا الأمر مع ثلاث مزايا حرارية:
a. قلب الألومنيوم: المغسلة الحرارية المدمجة
تعمل نواة الألومنيوم الصلبة (عادة 6061 درجة) كمسار حرارة مباشر ، مما يسحب الحرارة بعيدا عن المكونات (على سبيل المثال ، LEDs ، ICs) وينشرها عبر سطح اللوحة.هذا يزيل النقاط الساخنة التي شائعة في FR-4 PCBs التي تقلل من الأداء.
مقارنة التوصيل الحراري:
| نوع PCB | التوصيل الحراري (W/m·K) | Tj لضوء 50W (25 درجة مئوية محيطة) |
|---|---|---|
| الألومنيوم الأربعة طبقات MCPCB | 200 | 75 درجة مئوية |
| ألومنيوم 2 طبقة MCPCB | 120 | 88 درجة مئوية |
| الـ MCPCB ذات الطبقة الواحدة | 80 | 102 درجة مئوية |
| FR-4 PCB | 0.3 | 145 درجة مئوية (فشل حرج) |
ب. توزيع الحرارة المتعددة الطبقات
يمكن أن تخصص الطبقات الداخلية في MCPCBs ذات 4 طبقات إلى القنوات الحرارية أو طائرات النحاس ، مما يعزز انتشار الحرارة. على سبيل المثال:
. يستخدم MCPCB ذو 4 طبقات لـ 100W LED طائرة نحاسية داخلية (سمكها 2 أونصة) متصلة بشبكات حرارية (قطر 0.3 مم) تحت كل LED reducing Tj by 15 °C مقابل تصميم 2 طبقة.
ج. كفاءة طبقة العزل
الطبقة العازلة (الايبوكسي أو البوليميد) توازن بين احتياجين: العزل الكهربائي (لمنع قصور بين النحاس والألومنيوم) والقيادة الحرارية (لنقل الحرارة إلى النواة).تستخدم MCPCBs عالية الأداء البوقسي مع 2 ٪ 3 W / m · K التوصيل الحراري ٪ 5 أفضل من مواد العزل القياسية FR-4 ٪.
2الكثافة العالية للمكونات دون أي تنازلات
غالبًا ما تتطلب تطبيقات الطاقة العالية تعبئة مكونات متعددة (سائقات ومكثفات وأجهزة استشعار) في مساحات صغيرة، وهو أمر يعاني منه MCPCBs من طبقة واحدة أو FR-4.
a.فصل طبقات الإشارة والطاقة: تتعامل الطبقات الداخلية مع آثار الطاقة عالية التيار (على سبيل المثال ، 10A للمحولات الصناعية) ، بينما تتعامل الطبقات الخارجية مع إشارات الجهد المنخفض (على سبيل المثال ،I2C للأجهزة الاستشعارية) ✓ تقليل الصوت المتقاطع وتحسين سلامة الإشارة.
دعم الدوائر المعقدة: تصاميم أربع طبقات تدمج السائقين مباشرة على MCPCB (على سبيل المثال ، تتضمن لوحة أربع طبقات لمصباح LED بقوة 50 واط محرك تشويش مدمج) ،القضاء على الحاجة إلى وحدات خارجية وتوفير المساحة.
الممرات الحرارية للمناطق الكثيفة: الممرات الحرارية (التي يتم وضعها كل 2 ′′3 ملم في المناطق الكثيفة للمكونات) تنقل الحرارة من الطبقات الداخلية إلى قلب الألومنيوم ′′الحرجة لتصميمات صفائح LED أو وحدات الطاقة.
مثال في العالم الحقيقي: مصباح سيارة يستخدم 4 طبقات MCPCB يحوي 12 مصباح LED عالي الطاقة، وسائق،ومستشعر درجة الحرارة في 100mm×50mm footprint شيء مستحيل مع لوحة ذات طبقة واحدة.
3الصمود الميكانيكي في البيئات القاسية
غالبًا ما تعمل الأجهزة الإلكترونية عالية الطاقة في ظروف صعبة: الاهتزاز (آلات الصناعة) ، دورات درجة الحرارة (تحت غطاء السيارة) ، أو الرطوبة (الإضاءة الخارجية).2- 4 طبقات الألومنيوم MCPCBs تتفوق هنا بسبب:
a.الصلابة: توفر نواة الألومنيوم قوة ثني أفضل بـ 2 × 3 مرات من FR-4 ، وتقاوم الانحناء أثناء لحام التدفق أو الدورة الحرارية (-40 درجة مئوية إلى 125 درجة مئوية).
مقاومة التآكل: تصنيفات الألومنيوم مثل 6061 أو 5052 (المستخدمة في MCPCBs في الهواء الطلق) مقاومة للصدأ والرطوبة عندما تكون مقترنة بواحدة مقاومة للأشعة فوق البنفسجية قناع لحام (درجة IP67).
c.التسامح مع الاهتزازات: تُخفّض كتلة النواة الألومنيومية الاهتزازات، وهو أمر حاسم بالنسبة للمستشعرات الصناعية أو الإلكترونيات للسيارات، حيث غالبًا ما تتصدّق لوحات FR-4 في مفاصل اللحام.
بيانات الاختبار: نجت لوحة MCPCB من الألومنيوم ذات الطبقات الثنائية من 1000 ساعة من اختبار الاهتزاز (20G ، 10 ‰ 2,000Hz) حسب MIL-STD-883 ، في حين فشل لوحة FR-4 بعد 300 ساعة بسبب التكسير.
2- 4 طبقات الألومنيوم MCPCBs مقابل أنواع PCB الأخرى
لفهم لماذا هذه اللوحات هي الخيار الأول لتطبيقات الحرارة العالية، قارنها بالبدائل الشائعة: FR-4، MCPCBs ذات الطبقة الواحدة، و PCBs السيراميكية.
| متري | 2-4 طبقة الألومنيوم MCPCB | FR-4 PCB | الـ MCPCB ذات الطبقة الواحدة | PCB السيراميكي (AlN) |
|---|---|---|---|---|
| التوصيل الحراري | 100-250 واط/ميكروكيل | 0.2 ∙0.4 و/م·ك | 60 ‰ 100 واط/ميكروكيل | 180 ‰ 220 واط/ميكروكيل |
| القوة القصوى | 10 ‰ 200 واط | < 10 واط | 5 ′′50W | 50 ‰ 300 واط |
| تعقيد الدوائر | عالية (متعددة الطبقات ، السائقين) | المتوسطة (الدارات البسيطة) | منخفضة (مجرد طبقة واحدة) | مرتفع (ولكن مكلف) |
| القوة الميكانيكية | عالية (صلبة، مقاومة للهزات) | منخفضة (معتادة على الانحراف) | متوسط (طبقات صلبة ولكن محدودة) | مرتفع (كسر) |
| التكلفة (في الدقيقة المربعة) | $1.50$400 | -0.50 دولار إلى 1 دولار00 | دولار واحد دولارين00 | خمسة دولارات عشرة دولارات00 |
| الأفضل ل | تطبيقات عالية الطاقة ذات مساحة محدودة | مؤشرات الطاقة المنخفضة | قوة متوسطة، تصاميم بسيطة | أجهزة عالية الطاقة للغاية (مثل الليزر) |
المعلومات الرئيسية لاختيار المادة
a.اختيار 2 إلى 4 طبقات من ألومنيوم MCPCBs لـ 90% من مشاريع الطاقة العالية: فهي توازن بين الأداء الحراري والتكلفة ومرونة التصميم بشكل أفضل من أي بديل.
تجنب FR-4 لتطبيقات > 10W: سوف يسبب ارتفاع درجة الحرارة والفشل المبكر.
c. لا تستخدم أقراص PCB السيراميكية إلا للطاقة العالية للغاية > 200W: فهي أكثر تكلفة بـ 3 × 5 مرات من أقراص MCPCB من الألومنيوم وهي هشة ، مما يجعلها غير مناسبة للبيئات المعرضة للهزات.
تطبيقات عالمية حقيقية لألمنيوم MCPCBs من طبقة 2-4
هذه المجلسات هي المهيمنة في ثلاث صناعات رئيسية، كل من الاستفادة من نقاط قوتها الفريدة:
1إضاءة LED: حالة الاستخدام رقم 1
إن مصابيح LED تولد الحرارة على الرغم من أنها "بردة" مقارنة مع المصابيح الساخنة، فبالنسبة لمصباح LED بقدرة 100 واط، يتم فقدان 70٪ من الطاقة كحرارة.
a.2-Layer MCPCBs: تستخدم في مصابيح LED السكنية (10 ′′ 30W) والضوء التجاري (30 ′′ 50W). تحتوي الطبقة العلوية على صفائح LED ، بينما توفر الطبقة السفلية Tj تحت 80 درجة مئوية.
ب. 4- طبقة MCPCBs: مثالية لإضاءة الممرات العالية (50 ′′ 200W) وإضاءة الملاعب. تتضمن الطبقات الداخلية محركات التضييق وأجهزة الاستشعار الحرارية ، مما يقلل من الحجم الإجمالي للجهاز بنسبة 30 ٪ مقابلتصاميم ذات طبقة واحدة.
تأثير الصناعة: يحتفظ مصباح LED عالي 100W باستخدام MCPCB ذو 4 طبقات بنسبة 90% من السطوع بعد 50،000 ساعة ٪ مضاعفة عمر مصباح على أساس FR-4.
2إلكترونيات السيارات: تحت غطاء السيارة والإضاءة
تعتمد السيارات الحديثة على الإلكترونيات عالية الطاقة: أجهزة الاستشعار ADAS ووحدات شحن EV وأضواء LED. تتفوق بطاقات MCPCB من الألومنيوم من طبقة إلى طبقة من 2 إلى 4 هنا بسبب متانتها الحرارية والميكانيكية:
a.2-Layer MCPCBs: تستخدم في الإضاءة الداخلية للسيارات (1020W) وكاميرات ADAS (2030W). يتناسب حجمها المدمج مع المساحات الضيقة ، في حين أن نواة الألومنيوم تتعامل مع درجات الحرارة تحت الشريط (-40 درجة مئوية إلى 85 درجة مئوية).
ب.4-طبقة MCPCBs: يتم نشرها في وحدات طاقة EV (50 ′′ 150W) ومصابيح LED (30 ′′ 60W). تتعامل الطبقات الداخلية مع آثار التيار العالي (على سبيل المثال ، 15A لمصابيح LED).في حين أن جوهر الألومنيوم يشتت الحرارة من MOSFETs.
جالامتثال ملاحظة: تلبي جميع أنظمة MCPCB للسيارات معايير AEC-Q200 (موثوقية المكونات) و IEC 60068 (التجارب البيئية) الحاسمة للأنظمة الحاسمة للسلامة.
3إلكترونيات الطاقة الصناعية: المحولات والمحركات
تستخدم الآلات الصناعية (على سبيل المثال ، أجهزة التوجيه CNC ، محركات المحرك) محولات ومحولات عالية الطاقة التي تولد حرارة كثيفة. تضمن أجهزة MCPCB الألومنيوم من 2-4 طبقة تشغيل هذه الأنظمة بشكل موثوق:
a.2-Layer MCPCBs: تستخدم في المحولات الصغيرة (1050W) ووحدات الاستشعار (1020W). مقاومة صلابتها لاهتزاز المصنع ، في حين أن الموصلة الحرارية تبقي IGBTs باردة.
ب. 4- طبقة MCPCBs: للمحركات الكبيرة (50 ~ 200W) ومصادر الطاقة. الطبقات الداخلية تفصل دوائر الجهد العالي (480 فولت) والجهد المنخفض (5 فولت) ، مما يمنع القوس وتحسين السلامة.
دراسة حالة: مصنع يستخدم MCPCBs من أربع طبقات في محركات الدفع الخاصة به خفض وقت التوقف بنسبة 40 ٪ لقد نجت الألواح من 2000 ساعة من التشغيل المستمر دون زيادة في الحرارة.
كيف تقدم شركة LT CIRCUIT ملفات الألومنيوم ذات الجودة العالية من 2-4 طبقة
في حين أن ألومنيوم MCPCB من 2-4 طبقة يوفر فوائد واضحة ، فإن تصنيعها يتطلب خبرة متخصصة. تركيز LT CIRCUIT على إنتاج MCPCB يضمن أن اللوحات الخاصة بك تلبي معايير أداء صارمة:
1عمليات التصنيع المتقدمة
a.السلسلة الدقيقة: تستخدم LT CIRCUIT مطابعات فراغ مع التحكم في درجة الحرارة ± 1 °C لربط طبقات النحاس والمواد العازلة ،والقلب الألومنيوم يضمن التوصيل الحراري المتساوي في جميع أنحاء المجلس.
ب. الحفر بالليزر: يتم حفر الشظايا الصغيرة (0.1 × 0.3 ملم) للاتصالات الداخلية بالليزر فوق البنفسجي ، لتجنب الإجهاد الميكانيكي الذي يفسد جوهر الألومنيوم.
c. اختبار الحرارة: يخضع كل MCPCB للتصوير الحراري (كاميرات FLIR) للتحقق من تبديد الحرارة ضمان عدم وجود نقاط ساخنة تتجاوز 80 درجة مئوية للمكونات ذات الطاقة العالية.
2شهادات الجودة
LT CIRCUIT تلتزم بالمعايير العالمية لضمان الموثوقية:
الفئة 3: أعلى معايير الجودة لـ PCB ، وضمان الأداء الميكانيكي والكهربائي في التطبيقات الحرجة.
b.UL 94 V-0: شهادة السلامة من الحرائق لقناع اللحام، حاسمة للأجهزة الإلكترونية الداخلية أو المغلقة.
c.التوافق مع RoHS / REACH: جميع المواد خالية من المواد الخطرة (الرصاص والزئبق) ، وتلبية اللوائح البيئية العالمية.
3تخصيص لتطبيقك
تقدم شركة LT CIRCUIT حلول مخصصة تتناسب مع احتياجات مشروعك:
a. اختيار درجة الألومنيوم: 6061 (موازنة التوصيل والقوة) لمعظم التطبيقات ؛ 5052 (مقاومة للتآكل) للإضاءة الخارجية.
b. تخصيص الطبقة: إضافة طبقات داخلية لمستويات الطاقة ، مسارات الإشارة ، أو الممرات الحرارية على سبيل المثال ، يتضمن MCPCB ذو 3 طبقات لليد 50W مستوى حراري مخصص.
c. التشطيبات السطحية: ENIG (الذهب الغمر النيكل غير الكهربائي) للاستخدام في الهواء الطلق / السيارات (مقاومة التآكل) ؛ HASL (تسوية الطلي بالهواء الساخن) للمشاريع الداخلية الحساسة للتكاليف.
الأسئلة الشائعة
س: ما هو الحد الأدنى والحد الأقصى للسمك للقلب الألومنيوم في 2-4 طبقة MCPCBs؟
ج: تقدم شركة LT CIRCUIT سمك القلب الألومنيومي من 0.8mm (التطبيقات المدمجة مثل إضاءة المناطق الداخلية للسيارات) إلى 3.8mm (محركات التشغيل الصناعية عالية الطاقة).النواة الأكثر سمكاً توفر كتلة حرارية أفضل ولكن زيادة الوزن.
س: هل يمكن استخدام الألومنيوم MCPCB من 2-4 طبقة مع اللحام الخالي من الرصاص؟
ج: نعم، جميع المواد (قلب الألومنيوم، الطبقة العازلة، قناع اللحام) متوافقة مع ملفات تعبئة التدفق الخالية من الرصاص (240-260 درجة مئوية).
س: كيف أحسب سمك قلب الألومنيوم المطلوب لمشروعي؟
ج: استخدم هذه الصيغة كنقطة انطلاق:
سمك النواة (ملم) = (قوة LED (W) × 0.02) + 0.8
على سبيل المثال ، يحتاج مصباح LED بطاقة 50W إلى قلب 0.02 × 50 + 0.8 = 1.8 مم. قم بتعديل الأجهزة المغلقة (اضافة 0.2 مم) أو الاستخدام في الهواء الطلق (ضافة 0.4 مم) لتسجيل انخفاض تبديد الحرارة.
س: هل أجهزة الألومنيوم الأربعة طبقات متوافقة مع مكونات SMT مثل BGA أو QFP؟
الجواب: بالتأكيد. تدعم بطاقات MCPCB ذات 4 طبقات من LT CIRCUIT ٪ مكونات SMT دقيقة (إلى 0.4mm BGA pitch) مع محاذاة منصات دقيقة (± 5μm).صلابة جوهر الألومنيوم تمنع عدم مواءمة المكونات أثناء لحام التدفق مرة أخرى على عكس PCBs المرنةوالتي يمكنها التشوه
س: ما هو الوقت المحدد لـ 2-4 طبقات من الألومنيوم MCPCBs من LT CIRCUIT؟
الجواب: النماذج الأولية (510 وحدة) تستغرق 710 يوماً ؛ إنتاج الكميات الكبيرة (1000 وحدة) يستغرق 2-3 أسابيع. خيارات الإسراع (35 يوماً للنموذج الأول) متاحة للمشاريع العاجلة ،مثل الإصلاحات الصناعية الطارئة أو مواعيد إطلاق السيارات.
أخطاء التصميم الشائعة التي يجب تجنبها مع 2-4 طبقة من MCPCBs الألومنيوم
حتى مع المواد المناسبة، يمكن أن يضع التصميم السيئ في خطر الأداء. فيما يلي أعظم الفخاخ التي يجب تجنبها:
1. تقليص الحجم الحراري
a.خطأ: يحد من تدفق الحرارة إلى النواة الألومنيوم باستخدام قنوات 0.1 ملم للمكونات ذات الطاقة العالية (على سبيل المثال ، مصابيح LED من 50 واط).
ب. الحل: استخدم ممرات حرارية 0.3 ∼ 0.5 ملم ، متباعدة كل 2 ∼ 3 ملم تحت المكونات المولدة للحرارة. بالنسبة لمجموعة LED من 100 واط ، أضف 8 ∼ 10 ممرات حرارية لكل LED لضمان توزيع الحرارة بشكل متساو.
2تجاهل موصلة الطاقة الحرارية للطبقة العازلة
a.خطأ: إن اختيار طبقة عازلة منخفضة التكلفة (1 W / m · K) يخلق عنق الزجاجة الحراري بين طبقات النحاس والقلب الألومنيومي.
ب. الحل: تحديد طبقة عازلة عالية الأداء من الايبوكسي أو البوليميد (2 ′′3 W / m · K) لـ 4 طبقات من MCPCBs ′′هذا يقلل من Tj بنسبة 10 ′′15 ° C للمكونات عالية القوة.
3قناع لحام متطلّع للاستخدام الخارجي
a.خطأ: استخدام قناع لحام إيبوكسي قياسي للإضاءة الخارجية يؤدي إلى تدهور الأشعة فوق البنفسجية والتآكل في غضون 2-3 سنوات.
ب. الحل: اختر قناع لحام البوليميد المقاوم للأشعة فوق البنفسجية (درجة IP67) لـ MCPCBs في الهواء الطلق. إنه يتحمل أشعة الشمس والمطر ودورات درجة الحرارة لمدة 5-10 سنوات.
4. مُعقدة جداً مع طبقة 4 عندما تعمل طبقة 2
a.خطأ: يضيف تحديد MCPCB من 4 طبقات لمصابيح LED من 30 واط تكلفة غير ضرورية (50٪ أكثر من طبقة 2) دون فوائد أداء.
ب. الحل: استخدم MCPCBs مزدوجة الطبقات لتطبيقات 10 ′′ 50W ؛ احتياطي تصاميم 4 طبقات لأنظمة > 50W أو تلك التي تتطلب محركات / أجهزة استشعار متكاملة.
5. وضع المكونات بشكل سيء
الخطأ: وضع المكونات الحساسة للحرارة (مثل أجهزة الاستشعار) بالقرب من مصابيح LED ذات الطاقة العالية (في نطاق 5 ملم) يسبب قراءات غير دقيقة بسبب الحرارة.
ب- الحل: الحفاظ على فجوة تبلغ 10-15 ملم بين مصادر الحرارة والمكونات الحساسة. بالنسبة لـ MCPCBs ذات 4 طبقات ، قم بتوجيه إشارات أجهزة الاستشعار على الطبقات الداخلية لحمايتها من الحرارة.
الاستنتاج
تعتبر بطاقات الألومنيوم MCPCB من 2-4 طبقة هي العمود الفقري للإلكترونيات الحديثة عالية الطاقة ، حيث تحل التحديات الحرارية والتصميمية التي لا يمكن أن تعالجها FR-4 ، بطاقات الألومنيوم MCPCB من طبقة واحدة ، وحتى بطاقات الألبوم السيراميكية.مزيجهم الفريد من الموصلات الحرارية (100~250 W/m·K)، كثافة الدوائر المتعددة الطبقات ، والمتانة الميكانيكية تجعلها لا غنى عنها لإضاءة LED ، الإلكترونيات السيارات ، وأنظمة الطاقة الصناعية.
عند اختيار MCPCB ، ركز على ثلاثة عوامل رئيسية: عدد الطبقات (طبقة 2 لقوة متوسطة ، طبقة 4 لقوة عالية) ، درجة الألومنيوم (6061 لمعظم التطبيقات) ،وميثاق الدرجة العازلة الحراري (2 ′′3 W/m·K لنقل الحرارة الأمثل)من خلال تجنب أخطاء التصميم الشائعة مثل القليل من الحرارة أو استخدام قناع اللحام الخاطئستضمن أن أجهزة الكمبيوتر الخاصة بك تقدم أداء موثوق به لسنوات.
مع استمرار تطور الإلكترونيات عالية الطاقة (على سبيل المثال، وحدات شحن 200W + EV، الإضاءة المستقبلية للملاعب LED) ،ستظل بطاقات الألومنيوم المكونة من 2-4 طبقة هي المعيار الذهبي، مما يثبت أن التوازن بين الأداء الحراري، التكلفة، ومرونة التصميم هو مفتاح نجاح الهندسة.
أرسل استفسارك مباشرة إلينا
