التحديات التقنية في تصنيع أقراص PCB ذات طبقة ألومنيوم ثنائية: حلول للإنتاج الموثوق به

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 (0ومع ذلك، فإن بنيتها الفريدة ‬جذور الألومنيوم المرتبطة بطبقة كهربائية ومخلفات من النحاس ‬تقدم عقبات تقنية لا توجد في تصنيع PCB القياسي.عيوب الراتنج، وفشل قناع اللحام هي مجرد عدد قليل من القضايا التي يمكن أن تعطل الإنتاج، وتقلل من الإنتاج، وتعرض موثوقية المنتج النهائي للخطر.

بالنسبة للمصنعين والمهندسين، فإن فهم هذه التحديات أمر بالغ الأهمية لتقديم أقراص PCB ذات طبقة ألومنيوم مزدوجة عالية الأداء.هذا الدليل يحطم الصعوبات التقنية الأكثر شيوعًا في معالجة الألبومية القائمة على الألومنيوم ذات الطبقتين، يقارن بينها مع تصنيع FR4 القياسي، ويوفر حلول قابلة للتنفيذ مدعومة بالبيانات وأفضل الممارسات في الصناعة.هذه الرؤى ستساعدك على التغلب على اختناقات الإنتاج وبناء PCBs التي تقف ضد الإجهاد الحراري والبيئات القاسية.

المعلومات الرئيسية
1فشل في الارتباط: يسبب التشطيب بين جوهر الألومنيوم والطبقة الكهربائية 35٪ من عيوب PCB الأساسية للألومنيوم ذات الطبقتين التي يتم حلها عن طريق التحكم الدقيق في التشطيب (180 ~ 200 °C ،الراتنجات عالية الارتباط.
2عيوب الراتنج: الفقاعات والشقوق في الطبقة الكهربائية تقلل من الموصلات الحرارية بنسبة 40 ٪ ، والتي تم منعها باستخدام الراتنجات عالية Tg (Tg ≥ 180 °C) والإزالة من الغازات تحت الفراغ.
3مشاكل قناع اللحام: يؤدي سطح الألومنيوم السلس إلى ارتفاع معدلات قشرة قناع اللحام بنسبة 25 ٪ يتم معالجتها باستخدام الرذاذ (Ra 1.5 ∼ 2.0μm) وقناع اللحام القابلة للتعقيد بالأشعة فوق البنفسجية.
4موثوقية الدورة الحرارية:تتعطل أقراص PCB ذات طبقة ألومنيوم مزدوجة مرتين أكثر من FR4 في دورات من -40 درجة مئوية إلى 125 درجة مئوية ٪ تم تخفيفها عن طريق مطابقة CTE (معدل التوسع الحراري) بين الطبقات واستخدام المواد الكهربائية المرنة.
5كفاءة التكاليف: تخفض التحكم المناسب في العملية معدلات العيوب من 20٪ إلى 5٪ ، مما يقلل من تكاليف إعادة العمل بنسبة 0.80 $ إلى 2.50 $ لكل PCB في الإنتاج الكبير.

ما هو PCB ذو قاعدة ألومنيوم مزدوجة؟
يتكون PCB الأساسي الألومنيومي ذو الطبقتين من ثلاثة مكونات أساسية ، مكدسة في هيكل النحاس-الكهرباء-الألومنيوم-النحاس:

1.القلب الألومنيوم: يوفر صلابة ميكانيكية ويعمل كمنتشر للحرارة (عادة 0.5 ∼ 3 ملم سميكة ، 6061 أو 5052 سبيكة الألومنيوم).
2طبقة معالجة الكهرباء: مادة عازلة (مثل الراتنج الايبوكسي، البوليميد) التي تربط جوهر الألومنيوم بأثر النحاس الحرج للعزل الكهربائي ونقل الحرارة.
3آثار النحاس: 1 أونصة من ورق النحاس على جانبي الديليكتريك/الالمنيوم تحمل إشارات كهربائية وطاقة

على عكس أقراص PCB FR4 القياسية (التي تستخدم الألياف الزجاجية كقلب) ، فإن الموصلات الحرارية لقاعدة الألومنيوم تجعل أقراص MCPCB ذات طبقتين مثالية لتطبيقات عالية الطاقة (10W +).هذا الهيكل يخلق أيضا تحديات تصنيع فريدة من نوعها، لأن خصائص الألومنيوم (التوسع الحراري العالي ، السطح الناعم) تتعارض مع طرق معالجة PCB التقليدية.

2 طبقة ألومنيوم أساس PCB مقابل FR4 PCB القياسية: مقارنة التصنيع

لتوضيح الصعوبات التقنية لـ 2 طبقات من PCB الألومنيوم ، من المهم مقارنتها مع PCBs FR4 القياسية ، وهو النوع الأكثر شيوعًا من PCB.يسلط الجدول أدناه الضوء على الاختلافات الرئيسية في المواد، العمليات والتحديات:

مثال: شاهد مصنع ينتج 10،000 PCB أساس ألومنيوم 2 طبقة للسائقين LED معدل عيب 18٪ مقابل 7٪ لـ FR4 PCBs من نفس التعقيد.

المشكلات الرئيسية: التشطيب (6٪) وتقشير قناع اللحام (٪).

الصعوبات التقنية الكبرى في معالجة الألبومية القاعدية ذات الطبقتين
يتضمن تصنيع أقراص PCB ذات طبقة ألومنيوم مزدوجة أكثر من 5 خطوات حاسمة ، لكل منها تحديات فريدة. فيما يلي أكثر المشاكل شيوعًا وأسبابها الجذرية:

1فشل في الربط الكهربائي بين الألومنيوم والحديد (إزالة الطبقات)
إن إزالة طبقة الألومنيوم من الصلبة والطبقة الكهربائية هي الصعوبة التقنية رقم 1 في معالجة PCB الأساسية للألومنيوم ذات الطبقتين.يحدث عندما الديليكتريك يفشل في الالتزام بسطح الألومنيوم، وخلق ثغرات الهواء التي تقلل من الموصلات الحرارية والعزل الكهربائي.

الأسباب الجذرية:
a.عدم كفاية إعداد السطح: تعمل طبقة أكسيد الألومنيوم الطبيعية (10-20nm سميكة) كحاجز للالتصاق. دون تنظيف أو تقشير مناسب ، لا يمكن للديليكتريك الارتباط بشكل آمن.
b. عدم تطابق معايير التصفيف: الحرارة المنخفضة جدًا (≤ 170 درجة مئوية) تمنع تجميد الراتنج ؛ الضغط العالي جدًا (> 450 psi) يضغط الراتنج الزائد ، مما يخلق بقع رقيقة.
الرطوبة في الراتنج: تبخر بخار الماء في الراتنج الديالكتريك أثناء التصفيف ، مما يشكل فقاعات تضعف الرابطة.

التأثير:
a. انخفاض في الموصلات الحرارية بنسبة 50% (على سبيل المثال، من 3 W/m·K إلى 1.5 W/m·K) ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المكون.
ب.عزل الكهرباء يفشل عند الجهد العالي (≥ 250 فولت) ، مما يسبب حلقات قصيرة.
c. الـ PCBs المزدوج من اللون لديه معدل فشل أعلى بنسبة 70٪ في الدورة الحرارية (-40 درجة مئوية إلى 125 درجة مئوية).

البيانات:

2عيوب الراتنج الديالكتركي (الفقاعات، التشقق)
الطبقة المضادة للكهرباء هي "الصمغ" لـ 2 طبقات من PCBs الألومنيومية ، ولكنها عرضة لعيوب حرجة: الفقاعات (خلال التصفيف) والشق (خلال الدورة الحرارية).

الأسباب الجذرية للفقاعات:
الرطوبة في الراتنج: الراتنج المخزن في ظروف رطبة (> 60٪ RH) يمتص الماء ، والذي يتبخر أثناء التصفيف (180 درجة مئوية +) ، مما يخلق فقاعات.
b. عدم كفاية إزالة الغازات في الفراغ: لا يتم إزالة الهواء المحاصر في الراتنج قبل التصفيف ، مما يشكل فراغات.
c. مشاكل لزجة الراتنج: الراتنج ذو الزخامة المنخفضة يتدفق كثيرًا ، مما يترك مناطق رقيقة ؛ الراتنج ذو الزخامة العالية لا يملأ الفجوات ، مما يخلق جيوب الهواء.

الأسباب الجذرية للكراك:
الراتنج منخفض التجانس: الراتنج ذو Tg <150 درجة مئوية يرن عند درجات حرارة عالية (≥ 125 درجة مئوية) ، مما يؤدي إلى الشقوق عند التبريد.
b. عدم تطابق CTE: CTE الألومنيوم (23 ppm / ° C) هو ضعف تقريباً من الراتنج الايبوكسي القياسي (12 ppm / ° C). الدورة الحرارية تسبب توسع الطبقات / تقلص بمعدلات مختلفة ، مما يضغط على الراتنج.

التأثير:
الفقاقيع تقلل من الموصلات الحرارية بنسبة 40%، مما يسبب ارتفاع درجة حرارة محركات LED وتعطيل مبكر.
b. التشققات تعرض العزل الكهربائي للخطر، مما يؤدي إلى ارتفاع معدلات فشل الحقل بنسبة 20٪ في التطبيقات الصناعية.

البيانات:

3مشاكل التماسك والغطاء
يحمي قناع اللحام آثار النحاس من التآكل وجسور اللحام، ولكن سطح الألومنيوم السلس وغير مسام يجعل من الصعب على قناع اللحام الالتصاق. وهذا يؤدي إلى عيبين شائعين:القشرة والثقوب.

الأسباب الجذرية للقشرة:
a. عدم كفاية خشونة السطح: الألومنيوم طبيعي Ra (0.1 ∼0.5μm) ناعم جدا للوصلة القناع للقبض. دون رذاذ القشرة ، انخفضت قوة الالتصاق بنسبة 60 ٪.
b. السطح الملوث: يمنع الزيت أو الغبار أو الأكسيد المتبقي على الألومنيوم من ربط قناع اللحام.
قناع لحام غير متوافق: قناع لحام FR4 القياسي (مصمم للألياف الزجاجية) لا يلتصق بالألومنيوم.

الأسباب الجذرية لثقوب الدبابيس:
a. ضعف سمك قناع اللحام: القناع اللحامي الرقيق جدًا (≤ 15μm) يُنشئ ثقوبًا أثناء الصق.
b. الهواء المحاصر في قناع اللحام: تفجر فقاعات الهواء في قناع اللحام السائل أثناء التصلب فوق البنفسجي ، مما يترك ثقوبًا صغيرة.

التأثير:
a.التقشير يعرض آثار النحاس للتآكل، مما يزيد من فشل الحقل بنسبة 25% في البيئات الرطبة.
b.الثقوب تسبب جسور لحام بين آثار، مما يؤدي إلى دوائر قصيرة في التصاميم عالية الكثافة.

البيانات:

4التحديات المتعلقة بتصنيع نواة الألومنيوم
ناعمة الألومنيوم (6061 سبائك: 95 HB) تجعله عرضة للتشوه أثناء القطع والحفر والتوجيه الخطوات الحرجة في معالجة الألومنيوم الأساسي لـ 2 طبقة.

الأسباب الجذرية:
أدوات مملة: أدوات الحفر مملة أو شفرات جهاز التوجيه تمزق الألومنيوم بدلاً من قطعها ، مما يخلق حفر (0.1 ∼ 0.3 ملم) التي تقطع الدوائر القصيرة.
b.سرعة القطع المفرطة: السرعات > 3000 دورة في الدقيقة تولد الحرارة، وتذوب الطبقة الكهربائية وتربط الألومنيوم بالأدوات.
c. عدم كفاية التثبيت: مرونة الألومنيوم تسبب الاهتزاز أثناء التصنيع ، مما يؤدي إلى حواف غير متساوية و ثقوب مشوهة.

التأثير:
a.البرات تتطلب إزالة الحفرة يدوياً، مما يضيف 0.20 $ ∼ 0.50 $ لكل PCB في تكاليف العمالة.
ب. الثقوب الخاطئة (± 0.1 ملم) تكسر الممرات، مما يقلل من العائد بنسبة 8-10 ٪.

البيانات:

5موثوقية الدورة الحرارية
تم تصميم أقراص PCB ذات طبقة ألومنيوم مزدوجة لتطبيقات الحرارة العالية، ولكن الدورة الحرارية (-40 درجة مئوية إلى 125 درجة مئوية) لا تزال تسبب 30٪ من إخفاقات المجال.والنحاس.

الأسباب الجذرية:
a. عدم تطابق CTE: الألومنيوم (23 ppm / ° C) يتوسع بسرعة 2x أسرع من النحاس (17 ppm / ° C) و 3x أسرع من الايبوكسي (8 ppm / ° C). وهذا يخلق ضغطًا على واجهات الطبقات.
b.الكهرباء المكسورة: الراتنجات ذات المرونة المنخفضة تنكسر تحت التوسع / الانكماش المتكرر.
c. الاتصالات الضعيفة عبر: يمكن أن تبتعد القنوات التي تربط طبقتين من النحاس عن الديليكتريك أثناء الدورة.

التأثير:
a.PCB الأساسي ذو طبقتين من الألومنيوم لوحدة شحن EV فشل بعد 500 دورة حرارية مقابل 1000 دورة لوحة مصممة بشكل صحيح.
b. تكلف الفشل المرتبط بـ CTE المصنعين 100k$500k$ سنوياً في مطالبات الضمان.

البيانات:

حلول للتغلب على تحديات معالجة أقراص PCB ذات قاعدة ألومنيوم مزدوجة الطبقات
يتطلب معالجة الصعوبات التقنية المذكورة أعلاه مزيجاً من اختيار المواد، وتحسين العمليات، ومراقبة الجودة. فيما يلي حلول مثبتة، مدعومة ببيانات الصناعة:
1إصلاح فشل الرابطة الكهربائية للألومنيوم
a. إعداد السطح: استخدام رذاذ الرذاذ (وسائط أكسيد الألومنيوم ، 80 ‰ 120 رذاذ) لتحقيق Ra 1.5 ‰ 2.0 μm. هذا يزيل طبقة الأكسيد ويخلق سطحًا خشبًا للامتثال بالراتنج.متابعة مع التنظيف بالموجات فوق الصوتية (60°C، 10 دقائق) لإزالة الحطام.
b.تحسين المصفوفة:
درجة الحرارة: 180~200 درجة مئوية (يعالج الراتنج دون حرق).
الضغط: 300-400 psi (يضمن اتصال الراتنج الكامل مع الألومنيوم).
الفراغ: -95 kPa (إزالة جيوب الهواء).
c.اختيار الراتنج: اختر الراتنجات الايبوكسي مع عوامل الارتباط السيلاني (على سبيل المثال، A-187) ‬تربط هذه المواد الكيميائية الراتنج مع أكسيد الألومنيوم، مما يزيد من قوة الربط بنسبة 50٪.

النتيجة: صانع يستخدم رذاذ الصخور + الراتنج المرتبط بالسيلان يقلل من التشطيب من 12% إلى 2%.

2منع تفجير الراتنج والشق
a.تحكم الرطوبة: تخزين الراتنج في غرفة جافة (RH < 30٪) وتجفيفها مسبقًا عند 80 °C لمدة ساعتين قبل الاستخدام.
ب. إزالة الغازات في الفراغ: رزين ديغاس عند -90 كيبا لمدة 30 دقيقة للقضاء على نسبة الفقاعات من 18٪ إلى 5٪ من الهواء المحاصر.
الراتنجات المرنة عالية Tg: استخدم مزيجات البوليميد البروكسي (Tg ≥ 180 °C ، CTE 12 ٪ 15 ppm / °C) ٪ هذه تقاوم الشقوق أثناء الدورة الحرارية وتحافظ على المرونة.

النتيجة: انتقل أحد الشركات المصنعة للضوء المضيء إلى الراتنج البوليميد الايبوكسي عالي Tg ، مما خفض عيوب الراتنج من 22٪ إلى 4٪.

3ضمان الارتباط مع قناع اللحام
a.معالجة السطح العدوانية: الجمع بين تنظيف القشرة (Ra 1.5μm) مع تنظيف البلازما (بلازما الأكسجين ، 5 دقائق) ، هذا يزيل النفط المتبقي ويقوم بتنشيط سطح الألومنيوم ،زيادة صلابة قناع اللحام بنسبة 80٪.
قناع لحام خاص بالألومنيوم: استخدم أقنعة لحام قابلة للتعقيد بالأشعة فوق البنفسجية مصممة للألومنيوم (على سبيل المثال، DuPont PM-3300 AL) ‬تحتوي هذه القناع على منشطات الارتباط التي ترتبط بأكسيد الألومنيوم.
ج. السماكة المثلى: تطبيق قناع لحام عند 25 ′′ 35μm (2 ′′ 3 طبقات) لمنع ثقوب الدبوس ′′ معالجة مع ضوء الأشعة فوق البنفسجية (365nm ، 500 mJ / cm2) للربط الشامل الكامل.

النتيجة: قام مزود الاتصالات باستخدام قناع لحام خاص بالألومنيوم بتقليل القشرة من 18% إلى 3%.

4تحسين معالجة الألومنيوم
أدوات حادة: استخدام حفر الكربيد (زاوية نقطة 135 درجة) واستبدالها بعد 300 فتحة، وهذا يقلل من الحفر إلى < 50μm.
b.سرعة/إمداد مسيطر عليها:
الحفر: 2000 ∼ 2500 دورة في الدقيقة، معدل تغذية 0.1 ملم / دورة.
التوجيه: 1500~2000 دورة في الدقيقة، معدل تغذية 0.2 ملم/دورة.
c.التثبيت تحت الفراغ: تأمين قلب الألومنيوم باستخدام امتصاص الفراغ أثناء التصنيع يزيل الاهتزاز ويحسن محاذاة الثقب إلى ± 30μm.

النتيجة: صانع عقد باستخدام الأجهزة المثبتة تحت الفراغ زاد من إنتاجية التصنيع من 82٪ إلى 98٪.

5تحسين موثوقية الدورة الحرارية

a.مطابقة CTE: استخدم الألومنيوم المطلي بالنحاس (CCA) بدلاً من الألومنيوم النقي ‬لدى CTE 18 ppm/°C (أقرب إلى النحاس 17 ppm/°C) مقابل الألومنيوم النقي 23 ppm/°C.هذا يقلل من الإجهاد الحراري بين الطبقات بنسبة 40%.
ب. التكامل الديالكتروني المرن: إدراج طبقة رقيقة من بوليميد (CTE 15 ppm/°C) في كومة الديالكترونية، حيث أن مرونتها تمتص قوى التوسع/التقلص.خفض معدلات الشقوق من 22% إلى 3%.
c. تصميم القناة المعززة: استخدم القناة الحرارية (0.3 × 0.5 ملم قطر ، مليئة النحاس) حول المكونات عالية الحرارة (على سبيل المثال ، مصابيح LED ، منظمات الجهد).الممرات الفضائية 2 ′′ 3mm بعيدا لخلق مسار الحرارة التي تقلل عن طريق سحب بعيدا بنسبة 60 ٪.

دراسة حالة: منتج وحدات شحن الكهرباء الكهربائية تحول إلى نواة CCA والكهرباء المرنة. قفزت بقاء الدورة الحرارية من 500 إلى 1500 دورة.وتراجع دعاوى الضمان بنسبة 75%، مما يوفر 300 ألف دولار سنوياً.

مراقبة الجودة: اختبار موثوقية أقراص PCB ذات طبقة ألومنيوم مزدوجة
حتى مع تحسين العملية ، فإن الاختبار الصارم أمر بالغ الأهمية للكشف عن العيوب قبل أن تصل PCBs إلى العملاء. فيما يلي أهم الاختبارات لـ 2 طبقات من PCB الألومنيوم ،جنبا إلى جنب مع معايير المرور / الفشل:

أفضل الممارسات: بالنسبة للإنتاج الكبير (أكثر من 10 آلاف وحدة في الأسبوع) ، اختبر 1٪ من كل دفعة. بالنسبة للتطبيقات الحرجة (مثل السيارات والطبية) ، زيد من أخذ العينات إلى 5٪ لتجنب الفشل في الميدان.

تطبيقات العالم الحقيقي: التغلب على التحديات في PCBs الإضاءة LED
إن إضاءة LED هي أكبر سوق لـ 2 طبقات من الألومنيوم على أساس PCBs، تمثل 45% من الطلب العالمي على MCPCB (LEDinside 2024).واجهت شركة تصنيع LED رائدة ثلاثة مشاكل حرجة مع أقراصها PCB ذات الأساس الألومنيومي ذات الطبقتين: الحل (15% من معدل العيوب) ، تفجير الراتنج (12%) ، وتقشير قناع اللحام (8%).

1محلول التشطيب
a. تم استبدال التنظيف الكيميائي بتفجير 80 رزمة أكسيد الألومنيوم (Ra 1.8μm) تليها التنظيف بالموجات فوق الصوتية.
b.تحول إلى الراتنج الايبوكسي مع عوامل الارتباط السيلاني (A-187) والسلسلة المُحسنة: 190 درجة مئوية، 350 psi، -95 kPa فراغ.
c.نتيجة: انخفضت الحجرة إلى 2%.

2محلول الراتنج المفروم
a.تم تنفيذ غرفة جافة (RH < 25٪) لتخزين الراتنج وأضاف خطوة إزالة الغازات تحت الفراغ (- 90 kPa ، 30 دقيقة) قبل التصفيف.
b.تحول من البوكسيد الايبوكسي منخفض Tg (Tg 130 °C) إلى البوليميد الايبوكسي عالية Tg (Tg 190 °C).
نتيجة: انخفضت الفقاعات إلى 3%.

3حلّة قشرة قناع اللحام
a. استخدم تنظيف البلازما الأكسجينية (5 دقائق، 100 واط) بعد رذاذ القشرة لتفعيل سطح الألومنيوم.
b. اعتمدت قناع لحام خاص بالألومنيوم قابلة للتعقيد بالأشعة فوق البنفسجية (DuPont PM-3300 AL) المطبق على سمك 30μm.
نتيجة: تقليل القشرة إلى 1%.

النتيجة النهائية
انخفض معدل العيوب الإجمالي من 35% إلى 6%.
ب. انخفضت تكاليف إعادة التشغيل بنسبة 1.20 لكل PCB، مما أدى إلى توفير 120 ألف وحدة سنوياً (100 ألف وحدة سنوياً).
c.مدة حياة سائق LED زادت من 30k إلى 50k ساعة ◄ تلبية معايير السلامة EN 62471 للإضاءة التجارية.

تحليل التكاليف والفوائد: الاستثمار في تحسين العمليات
يتردد العديد من الشركات المصنعة في الاستثمار في رذاذ الصخور أو الراتنجات عالية Tg أو الاختبارات المتخصصة بسبب القلق بشأن التكاليف الأولية. ومع ذلك، فإن الوفورات على المدى الطويل تفوق بكثير النفقات الأولية.فيما يلي تقسيم التكاليف والفوائد لخط إنتاج للوحات الورقية ذات القاعدة الألومنيومية ذات الطبقات الثنائية من 100 ألف وحدة / عام:

- نعم
رؤية رئيسية: تحسين العملية يدفع نفسه في 2 ٪ 3 أشهر للخطوط ذات الحجم الكبير. للإنتاج بكميات منخفضة (10k وحدة / عام) ، فإن الوفورات أقل (22 دولارًا).5 ألف دولار/سنة) ولكنها لا تزال تبرر الاستثمارات خاصةً في التطبيقات الحيوية مثل السيارات أو الطب.

أسئلة شائعة حول معالجة الألومنيوم القاعدي لـ 2 طبقات
س1: ما هو أفضل سبيكة ألومنيوم لـ MCPCBs ذات الطبقتين؟
ج: 6061 الألومنيوم هو المعيار الصناعي يوازن بين الموصلات الحرارية (167 واط / م · ك) ، والقدرة على التصنيع، والتكلفة. لتطبيقات درجات الحرارة العالية (≥ 150 درجة مئوية) ، استخدام 5052 الألومنيوم (138 واط / م · ك) ،الذي لديه مقاومة أفضل للتآكلتجنب الألومنيوم النقي (1050 سبائك) إنه ناعم جداً و عرضة للتشوه

س2: هل يمكن أن تستخدم أقراص PCB ذات قاعدة ألومنيوم مزدوجة الطبقات لحام خال من الرصاص؟
الجواب: نعم، ولكن لحام خال من الرصاص (على سبيل المثال، Sn-Ag-Cu) لديه نقطة انصهار أعلى (217 درجة مئوية) من لحام الرصاص (183 درجة مئوية).
استخدم الديليكتريك ذو Tg العالي (Tg ≥ 180 °C) لتحمل درجات حرارة إعادة التدفق.
تسخين PCB بشكل بطيء (2 درجة مئوية / ثانية) أثناء إعادة التدفق لتجنب الصدمة الحرارية.

س3: ما هي سمك الطبقة الكهربائية المضادة للكهرباء بالنسبة لـ 2 طبقات من PCB القائمة على الألومنيوم؟
ج: 0.1 ∼ 0.3 ملم هو المثالي. الديالكتريك الرقيق (< 0.1 ملم) يقلل من مقاومة العزل (خطر الاختصار) ، في حين أن الديالكتريك الأكثر سمكا (> 0.3 ملم) يقلل من الموصلات الحرارية بنسبة 30 ٪.لتطبيقات الجهد العالي (≥ 500 فولت)، تستخدم 0.2 0.3 ملم المعطلة لتلبية معايير العزل IEC 60664.

السؤال 4: ما هي الكثافة القصوى للطاقة التي يمكن أن تتعامل معها أقراص الألومنيوم ذات طبقتين؟
ج: عادةً ما تكون 5 ′′ 10 W / cm2 ′′ 3x أعلى من FR4 PCBs (1 ′′ 2 W / cm2). للحصول على طاقة أعلى (10 ′′ 20 W / cm2) ، أضف قنوات حرارية أو مغسلة حرارية إلى قلب الألومنيوم. على سبيل المثال ،ميكروبيترونات ذات طبقتين مع قلب من الألومنيوم 2 ملم و 0.2ملم الديليكتريك يمكن أن تتعامل مع 8 واط / سم2 لتطبيقات LED.

السؤال 5: كيف أختار بين الديليكتريك الايبوكسي والبوليميد لـ 2 طبقات من PCB الألومنيوم؟
ج: استخدم الايبوكسي للتطبيقات ذات التكلفة المنخفضة وذات درجة حرارة منخفضة (≤ 125 درجة مئوية) مثل مصابيح LED الاستهلاكية.استخدام مكونات البوليميد أو خليطات البوليميد الايبوكسي في التطبيقات عالية درجة الحرارة (≥ 150 درجة مئوية) أو في البيئة القاسية (السيارات)، الصناعية) ، حيث المرونة والمقاومة الحرارية حاسمة.

الاستنتاج
توفر أقراص PCB ذات طبقة ألومنيوم ثنائية أداءً حراريًا لا مثيل له للأجهزة الإلكترونية عالية الطاقة، لكن بنيتها الفريدة تخلق تحديات تقنية لا يمكن تصنيعها في تصنيع FR4 القياسي.التشطيب، عيوب الراتنج، قشر قناع اللحام، وفشل الدورة الحرارية شائعة، لكنها ليست لا يمكن التغلب عليها.

من خلال الاستثمار في تحسين العملية ‬التفجير الصلب لتحضير السطح، الراتنجات المرنة عالية Tg، أقنعة لحام خاصة بالألومنيوم،وبالإضافة إلى الاختبارات الصارمة، يمكن للمصنعين خفض معدلات العيوب من 20% إلى 5% أو أقل.يتم تعويض التكاليف المبدئية لهذه التحسينات بسرعة عن طريق التوفير في إعادة العمل والحطام ومطالبات الضمان.

بالنسبة للمهندسين وفرق المنتجات، المفتاح هو النظر إلى هذه التحديات ليس كحواجز، ولكن كفرص لبناء منتجات أكثر موثوقية.لا ينقذ الألمنيوم من الحرارة فحسب بل يستمر لفترة أطول، يعمل باستمرار، ويتوافق مع معايير صارمة من الصناعات مثل السيارات، الإضاءة LED، والإلكترونيات الصناعية.

مع زيادة الطلب على الالكترونيات المصغرة ذات الطاقة العالية، فإن إتقان معالجة الألبومية ذات الطبقات الثنائية سيصبح أكثر أهمية.هذه الـ PCB ستظل الخيار المفضل للتطبيقات التي لا يمكن التفاوض فيها على الإدارة الحرارية والموثوقية.