അലുമിനിയം പിസിബി - എളുപ്പമുള്ള താപ വിസർജ്ജനം പിസിബി

ഭാഗം ഒന്ന്: എന്താണ് അലുമിനിയം പിസിബി?

അലൂമിനിയം സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് മികച്ച താപ വിസർജ്ജന പ്രവർത്തനക്ഷമതയുള്ള ഒരു തരം ലോഹത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ചെമ്പ് പൊതിഞ്ഞ ബോർഡാണ്.സാധാരണയായി, ഒരു ഒറ്റ-വശങ്ങളുള്ള ബോർഡ് മൂന്ന് പാളികൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു: സർക്യൂട്ട് ലെയർ (കോപ്പർ ഫോയിൽ), ഇൻസുലേറ്റിംഗ് ലെയർ, മെറ്റൽ ബേസ് ലെയർ.ഹൈ-എൻഡ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി, സർക്യൂട്ട് ലെയർ, ഇൻസുലേറ്റിംഗ് ലെയർ, അലുമിനിയം ബേസ്, ഇൻസുലേറ്റിംഗ് ലെയർ, സർക്യൂട്ട് ലെയർ എന്നിവയുടെ ഘടനയുള്ള ഇരട്ട-വശങ്ങളുള്ള ഡിസൈനുകളും ഉണ്ട്.ഒരു ചെറിയ എണ്ണം ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ മൾട്ടി-ലെയർ ബോർഡുകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു, അവ സാധാരണ മൾട്ടി-ലെയർ ബോർഡുകളെ ഇൻസുലേറ്റിംഗ് ലെയറുകളും അലുമിനിയം ബേസുകളും ഉപയോഗിച്ച് ബന്ധിപ്പിച്ച് സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും.

ഒറ്റ-വശങ്ങളുള്ള അലുമിനിയം സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ്: ഇതിൽ ചാലക പാറ്റേൺ പാളി, ഇൻസുലേറ്റിംഗ് മെറ്റീരിയൽ, അലുമിനിയം പ്ലേറ്റ് (സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ്) എന്നിവയുടെ ഒരൊറ്റ പാളി അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.

ഇരട്ട-വശങ്ങളുള്ള അലുമിനിയം സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ്: ചാലക പാറ്റേൺ പാളികളുടെ രണ്ട് പാളികൾ, ഇൻസുലേറ്റിംഗ് മെറ്റീരിയൽ, അലുമിനിയം പ്ലേറ്റ് (സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ്) എന്നിവ ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.

മൾട്ടി-ലെയർ പ്രിന്റഡ് അലുമിനിയം സർക്യൂട്ട് ബോർഡ്: മൂന്നോ അതിലധികമോ ലെയറുകൾ ചാലക പാറ്റേൺ പാളികൾ, ഇൻസുലേറ്റിംഗ് മെറ്റീരിയൽ, അലുമിനിയം പ്ലേറ്റ് (സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ്) എന്നിവ ഒരുമിച്ച് ലാമിനേറ്റ് ചെയ്ത് ബന്ധിപ്പിച്ച് നിർമ്മിച്ച ഒരു പ്രിന്റഡ് സർക്യൂട്ട് ബോർഡാണിത്.

ഉപരിതല ചികിത്സാ രീതികളാൽ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു:
സ്വർണ്ണം പൂശിയ ബോർഡ് (കെമിക്കൽ നേർത്ത സ്വർണ്ണം, കെമിക്കൽ കട്ടിയുള്ള സ്വർണ്ണം, സെലക്ടീവ് ഗോൾഡ് പ്ലേറ്റിംഗ്)

ഭാഗം രണ്ട്: അലുമിനിയം സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് പ്രവർത്തന തത്വം

പവർ ഉപകരണങ്ങൾ സർക്യൂട്ട് ലെയറിൽ ഉപരിതലത്തിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു.പ്രവർത്തനസമയത്ത് ഉപകരണങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന താപം ഇൻസുലേറ്റിംഗ് ലെയറിലൂടെ മെറ്റൽ ബേസ് ലെയറിലേക്ക് അതിവേഗം നടത്തപ്പെടുന്നു, അത് പിന്നീട് താപം വിനിയോഗിക്കുകയും ഉപകരണങ്ങൾക്ക് താപ വിസർജ്ജനം കൈവരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

പരമ്പരാഗത FR-4 നെ അപേക്ഷിച്ച്, അലുമിനിയം സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾക്ക് താപ പ്രതിരോധം കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും, ഇത് അവയെ മികച്ച താപ ചാലകങ്ങളാക്കി മാറ്റുന്നു.കട്ടിയുള്ള-ഫിലിം സെറാമിക് സർക്യൂട്ടുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, അവയ്ക്ക് മികച്ച മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളുണ്ട്.

കൂടാതെ, അലുമിനിയം സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾക്ക് ഇനിപ്പറയുന്ന സവിശേഷ ഗുണങ്ങളുണ്ട്:
- RoHs ആവശ്യകതകൾ പാലിക്കൽ
- SMT പ്രക്രിയകളോട് മെച്ചപ്പെട്ട പൊരുത്തപ്പെടുത്തൽ
- മൊഡ്യൂളിന്റെ പ്രവർത്തന താപനില കുറയ്ക്കുന്നതിനും ആയുസ്സ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും വൈദ്യുതി സാന്ദ്രതയും വിശ്വാസ്യതയും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് സർക്യൂട്ട് ഡിസൈനിലെ താപ വ്യാപനം ഫലപ്രദമായി കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നു
- ചൂട് സിങ്കുകളുടെയും മറ്റ് ഹാർഡ്‌വെയറുകളുടെയും അസംബ്ലി കുറയ്ക്കൽ, തെർമൽ ഇന്റർഫേസ് മെറ്റീരിയലുകൾ ഉൾപ്പെടെ, ചെറിയ ഉൽപ്പന്ന വോളിയവും കുറഞ്ഞ ഹാർഡ്‌വെയർ, അസംബ്ലി ചെലവുകളും, പവർ, കൺട്രോൾ സർക്യൂട്ടുകളുടെ ഒപ്റ്റിമൽ കോമ്പിനേഷൻ
- മെച്ചപ്പെട്ട മെക്കാനിക്കൽ ഡ്യൂറബിലിറ്റിക്കായി ദുർബലമായ സെറാമിക് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളുടെ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കൽ

ഭാഗം മൂന്ന്: അലുമിനിയം സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളുടെ ഘടന
1. സർക്യൂട്ട് ലെയർ
സർക്യൂട്ട് ലെയർ (സാധാരണയായി ഇലക്‌ട്രോലൈറ്റിക് കോപ്പർ ഫോയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു) പ്രിന്റ് ചെയ്ത സർക്യൂട്ടുകൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് കൊത്തിവെച്ചതാണ്, ഘടക സമ്മേളനത്തിനും കണക്ഷനുകൾക്കും ഉപയോഗിക്കുന്നു.പരമ്പരാഗത FR-4 നെ അപേക്ഷിച്ച്, ഒരേ കനവും ലൈൻ വീതിയും ഉള്ളതിനാൽ, അലുമിനിയം സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾക്ക് ഉയർന്ന വൈദ്യുതധാരകൾ വഹിക്കാൻ കഴിയും.

2. ഇൻസുലേറ്റിംഗ് ലെയർ
അലൂമിനിയം സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളിലെ ഒരു പ്രധാന സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് ഇൻസുലേറ്റിംഗ് ലെയർ, പ്രാഥമികമായി ബീജസങ്കലനം, ഇൻസുലേഷൻ, താപ ചാലകം എന്നിവയ്ക്കായി സേവിക്കുന്നു.പവർ മൊഡ്യൂൾ ഘടനകളിലെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട താപ തടസ്സമാണ് അലുമിനിയം സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളുടെ ഇൻസുലേറ്റിംഗ് പാളി.ഇൻസുലേറ്റിംഗ് ലെയറിന്റെ മികച്ച താപ ചാലകത, ഉപകരണത്തിന്റെ പ്രവർത്തന സമയത്ത് ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന താപത്തിന്റെ വ്യാപനത്തെ സുഗമമാക്കുന്നു, ഇത് കുറഞ്ഞ പ്രവർത്തന താപനില, വർദ്ധിച്ച മൊഡ്യൂൾ പവർ ലോഡ്, വലുപ്പം കുറയ്ക്കൽ, ദീർഘായുസ്സ്, ഉയർന്ന പവർ ഔട്ട്പുട്ട് എന്നിവയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.

3. മെറ്റൽ ബേസ് ലെയർ
ഇൻസുലേറ്റിംഗ് മെറ്റൽ അടിത്തറയ്ക്കുള്ള ലോഹത്തിന്റെ തിരഞ്ഞെടുപ്പ്, ലോഹ അടിത്തറയുടെ താപ വികാസത്തിന്റെ ഗുണകം, താപ ചാലകത, ശക്തി, കാഠിന്യം, ഭാരം, ഉപരിതല അവസ്ഥ, ചെലവ് തുടങ്ങിയ ഘടകങ്ങളുടെ സമഗ്രമായ പരിഗണനകളെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

ഭാഗം നാല്: അലുമിനിയം സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിനുള്ള കാരണങ്ങൾ
1. താപ വിസർജ്ജനം
പല ഇരട്ട-വശങ്ങളുള്ളതും മൾട്ടി-ലെയർ ബോർഡുകളും ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയും ശക്തിയും ഉള്ളതിനാൽ താപ വിസർജ്ജനം വെല്ലുവിളിക്കുന്നു.FR4, CEM3 എന്നിവ പോലെയുള്ള പരമ്പരാഗത സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് മെറ്റീരിയലുകൾ താപത്തിന്റെ മോശം ചാലകങ്ങളാണ്, കൂടാതെ ഇന്റർ-ലെയർ ഇൻസുലേഷനും ഉണ്ട്, ഇത് അപര്യാപ്തമായ താപ വിസർജ്ജനത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.അലുമിനിയം സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ ഈ താപ വിസർജ്ജന പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നു.

2. താപ വികാസം
താപ വികാസവും സങ്കോചവും മെറ്റീരിയലുകൾക്ക് അന്തർലീനമാണ്, കൂടാതെ വ്യത്യസ്ത പദാർത്ഥങ്ങൾക്ക് താപ വികാസത്തിന്റെ വ്യത്യസ്ത ഗുണകങ്ങളുണ്ട്.അലുമിനിയം അധിഷ്ഠിത പ്രിന്റഡ് ബോർഡുകൾ താപ വിസർജ്ജന പ്രശ്‌നങ്ങൾ ഫലപ്രദമായി പരിഹരിക്കുന്നു, ബോർഡിന്റെ ഘടകങ്ങളിലെ വ്യത്യസ്ത മെറ്റീരിയൽ താപ വികാസത്തിന്റെ പ്രശ്‌നം ലഘൂകരിക്കുന്നു, മൊത്തത്തിലുള്ള ഡ്യൂറബിലിറ്റിയും വിശ്വാസ്യതയും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് SMT (സർഫേസ് മൗണ്ട് ടെക്നോളജി) ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ.

3. ഡൈമൻഷണൽ സ്ഥിരത
ഇൻസുലേറ്റഡ് മെറ്റീരിയൽ പ്രിന്റ് ചെയ്ത ബോർഡുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ അലൂമിനിയം അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള പ്രിന്റഡ് ബോർഡുകൾ അളവുകളുടെ കാര്യത്തിൽ കൂടുതൽ സ്ഥിരതയുള്ളതാണ്.30 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ നിന്ന് 140-150 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിലേക്ക് ചൂടാക്കിയ അലുമിനിയം അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള അച്ചടിച്ച ബോർഡുകൾ അല്ലെങ്കിൽ അലുമിനിയം കോർ ബോർഡുകളുടെ ഡൈമൻഷണൽ മാറ്റം 2.5-3.0% ആണ്.

4. മറ്റ് കാരണങ്ങൾ
അലുമിനിയം അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള പ്രിന്റഡ് ബോർഡുകൾക്ക് ഷീൽഡിംഗ് ഇഫക്റ്റുകൾ ഉണ്ട്, പൊട്ടുന്ന സെറാമിക് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്നു, ഉപരിതല മൗണ്ടിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് അനുയോജ്യമാണ്, അച്ചടിച്ച ബോർഡുകളുടെ ഫലപ്രദമായ വിസ്തീർണ്ണം കുറയ്ക്കുന്നു, ഉൽപ്പന്ന താപ പ്രതിരോധവും ഭൗതിക ഗുണങ്ങളും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ഹീറ്റ് സിങ്കുകൾ പോലുള്ള ഘടകങ്ങൾ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്നു, ഉൽപാദനച്ചെലവും അധ്വാനവും കുറയ്ക്കുന്നു.

ഭാഗം അഞ്ച്: അലുമിനിയം സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളുടെ പ്രയോഗങ്ങൾ
1. ഓഡിയോ ഉപകരണങ്ങൾ: ഇൻപുട്ട്/ഔട്ട്പുട്ട് ആംപ്ലിഫയറുകൾ, ബാലൻസ്ഡ് ആംപ്ലിഫയറുകൾ, ഓഡിയോ ആംപ്ലിഫയറുകൾ, പ്രീ-ആംപ്ലിഫയറുകൾ, പവർ ആംപ്ലിഫയറുകൾ തുടങ്ങിയവ.

2. പവർ ഉപകരണങ്ങൾ: സ്വിച്ചിംഗ് റെഗുലേറ്ററുകൾ, DC/AC കൺവെർട്ടറുകൾ, SW അഡ്ജസ്റ്ററുകൾ മുതലായവ.

3. ആശയവിനിമയ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾ: ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി ആംപ്ലിഫയറുകൾ, ഫിൽട്ടർ ഉപകരണങ്ങൾ, ട്രാൻസ്മിഷൻ സർക്യൂട്ടുകൾ മുതലായവ.

4. ഓഫീസ് ഓട്ടോമേഷൻ ഉപകരണങ്ങൾ: ഇലക്ട്രിക് മോട്ടോർ ഡ്രൈവറുകൾ മുതലായവ.

5. ഓട്ടോമോട്ടീവ്: ഇലക്ട്രോണിക് റെഗുലേറ്ററുകൾ, ഇഗ്നിഷൻ സിസ്റ്റങ്ങൾ, പവർ കൺട്രോളറുകൾ മുതലായവ.

6. കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ: സിപിയു ബോർഡുകൾ, ഫ്ലോപ്പി ഡിസ്ക് ഡ്രൈവുകൾ, പവർ യൂണിറ്റുകൾ മുതലായവ.

7. പവർ മൊഡ്യൂളുകൾ: ഇൻവെർട്ടറുകൾ, സോളിഡ്-സ്റ്റേറ്റ് റിലേകൾ, റക്റ്റിഫയർ ബ്രിഡ്ജുകൾ മുതലായവ.

8. ലൈറ്റിംഗ് ഫിക്‌ചറുകൾ: ഊർജ്ജ സംരക്ഷണ വിളക്കുകളുടെ പ്രോത്സാഹനത്തോടെ, അലുമിനിയം അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ എൽഇഡി ലൈറ്റുകളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.