Avec une bonne conductivité thermique et une isolation électrique, aluminium Circuit imprimé LED est largement utilisé dans une variété de projets d'éclairage LED. Il s’agit essentiellement du type de PCB à noyau métallique le plus préféré aujourd’hui. (MCPCCB) et vous pouvez souvent les trouver dans les appareils électroniques avancés. Dans cet article, nous vous donnerons une introduction détaillée à ce que sont les PCB LED en aluminium. Vous apprendrez quelques bases des PCB LED en aluminium, et connaître leurs applications dans notre vie quotidienne. Est-ce tout? Non, il y a plus de connaissances pour en savoir plus sur les PCB LED en aluminium. Restez à l'écoute!
Introduction au PCB LED en aluminium
Le PCB LED en aluminium est un stratifié unique à base de métal recouvert de cuivre avec des propriétés de dissipation thermique et une isolation électrique supérieures.. Avec les nombreux avantages qu'il offre, il est devenu le type le plus populaire et le plus courant de tous les PCB à noyau métallique (MCPCCB). Vous entendrez souvent des noms comme base en aluminium, substrat en aluminium, noyau en aluminium, revêtement en aluminium, MCPCCB (Carte de circuit imprimé recouverte de métal), SGI (Substrat métallique isolé) et PCB thermoconducteurs. Maintenant, tu ne te sentiras plus étranger à leur égard, car vous savez déjà qu'ils sont tous synonymes de PCB en aluminium.
Le PCB LED en aluminium se compose généralement d'un noyau en aluminium et d'un stratifié FR4 standard. Il comporte une fine couche de matériau diélectrique thermoconducteur qui aide à dissiper efficacement la chaleur et à refroidir les composants., tout en augmentant la durée de vie et les performances globales des appareils LED.
Depuis son développement dans les années 1970, l'application des PCB LED en aluminium a considérablement augmenté et est particulièrement répandue dans les applications impliquant des tolérances serrées et une puissance élevée. Il est actuellement considéré comme une solution idéale pour les applications à forte puissance telles que Lampadaires LED, LED élèvent des lumières, Lumières LED pour grande hauteur, éclairage automobile, éclairage domestique, etc..
Pourquoi les fabricants utilisent-ils l'aluminium dans les circuits imprimés?
De nombreux fabricants privilégient fortement les PCB LED en aluminium, principalement pour plusieurs raisons ci-dessous.. D'abord, l'émergence de la technologie des PCB LED en aluminium a répondu à la demande croissante de fabrication électronique. Les PCB en aluminium sont idéaux pour les applications nécessitant de bonnes capacités de dissipation thermique et de contrôle de la température..
L'aluminium est connu pour offrir des performances de dissipation thermique exceptionnelles. Il peut garder les composants clés de la carte au frais en éliminant la chaleur de manière efficace.. Donc, cela aide à réduire le risque de panne de circuit due à une surchauffe. De plus, il offre une durabilité supérieure à celle des bases en fibre de verre ou en céramique, ce qui améliore la durée de vie et les performances des appareils LED.
Structure de base du PCB LED en aluminium
Les PCB LED en aluminium sont fabriqués à partir d'un stratifié plaqué cuivre à base d'aluminium. (CCL) comme matériau de base. Très similaire aux PCB LED FR4, la structure de base des PCB LED en aluminium est divisée en quatre couches: feuille de cuivre métallique, couche diélectrique, couche de base en aluminium et membrane de base en aluminium.
Couche de feuille de cuivre
La couche de cuivre (utilisant généralement une feuille de cuivre électrolytique) est 1 à 10 onces (once) plus épais que les CCL normaux. Pour permettre le montage et la connexion du dispositif LED, le fabricant grave la couche de cuivre du circuit pour former un circuit imprimé. Par rapport à un raidisseur FR4, le substrat en aluminium traite une capacité de transport de courant plus élevée dans le cadre de la même épaisseur et de la même largeur de ligne.
Couche diélectrique
La couche diélectrique est la partie centrale du substrat en aluminium avec une épaisseur de 50 μm à 200 µm. Cette couche joue principalement le rôle d'isolant, collage et dissipation thermique. Ses caractéristiques de faible résistance thermique et de conductivité thermique élevée rendent le dispositif adapté à son application.. Il maintient la température de fonctionnement de l'appareil à un niveau bas, prolongeant ainsi la durée de vie de l'appareil.
Substrat métallique
Le choix du métal à utiliser comme substrat nécessite une prise en compte approfondie du coût, conductivité thermique, force, fermeté, poids, coefficient de dilatation thermique, et plus important encore, conductivité thermique. En termes de coût et de performances techniques, il ne fait aucun doute qu'une plaque d'aluminium est le meilleur choix. Cependant, si l'application nécessite une conductivité thermique ou des propriétés mécaniques plus élevées, vous pouvez également utiliser du cuivre, fer, plaques d'acier inoxydable et d'acier au silicium.
Couche de membrane à base métallique
La membrane de base est constituée d'un substrat en alliage d'aluminium, et son épaisseur est généralement de 1 mm. La membrane est sélective et agit comme une couche protectrice qui défend la surface en aluminium contre les gravures et grattages indésirables.. Il existe deux types de revêtement: soit en dessous 120 degrés ou environ 250 degrés.
Comment est fabriqué le PCB LED en aluminium?
La différence dans la fabrication de PCB LED en aluminium est que le fabricant doit ajouter une fine couche de diélectrique entre la couche de base et la couche de circuit.. La couche diélectrique joue le rôle d'isolation électrique et de conductivité thermique. Après, le fabricant grave la couche de circuit ou la feuille de cuivre pour vous proposer le motif souhaité. À l'aide de la fine couche diélectrique, la base métallique aide à évacuer toute la chaleur du circuit.
Domaines d'application du PCB LED en aluminium
En raison des nombreux avantages qu'offre le PCB LED en aluminium, nous pouvons trouver leur utilisation courante dans une grande variété d'appareils. Voici ses principaux domaines d’application, y compris, mais sans s'y limiter:
- Balises de signalisation
- Outils d'éclairage chirurgical
- Scanners haute puissance
- Tableaux de bord automobiles
- Systèmes de transmission de puissance
- Éclairage intérieur
- Éclairage de bloc opératoire médical
- Convertisseurs de puissance
- Éclairage paysager
- Ensembles de feux arrière
A présent, vous avez probablement une compréhension plus approfondie de ce qu'est exactement un PCB LED en aluminium. Alors laisse’Passons maintenant à vous donner les détails sur les différents types de PCB LED en aluminium.
Différents types de PCB LED en aluminium
Bien qu'il existe une variété de PCB en aluminium disponibles sur le marché, le type de circuit imprimé en aluminium à choisir dépend en fin de compte de son application. Les principaux types de PCB en aluminium se répartissent en trois types suivants:
PCB LED traversant en aluminium
Pour les constructions très complexes, le fabricant remblaye et pré-perce une seule couche d'aluminium avant le processus de stratification. Après ce processus, le noyau des constructions multicouches est formé. Le fabricant stratifie ensuite les matériaux thermiques sur les deux faces de l'aluminium avec liaison thermique matériels. Une fois le laminage terminé, le fabricant percera des trous sur l'assemblage. Enfin, ils feront passer les trous métallisés à travers les dégagements en aluminium pour obtenir une bonne isolation électrique.
PCB LED flexible en aluminium
Le PCB flexible en aluminium est composé de résine polyimide intégrée à des filtres en céramique. C'est le dernier développement en matière de PCB en aluminium. Les avantages exceptionnels de ces deux matériaux sont une flexibilité accrue, isolation électrique et conductivité thermique.
Lorsque ces diélectriques sont utilisés avec des matériaux en aluminium, c'est rentable comme vous le faites’Vous n'avez pas besoin d'acheter des articles coûteux comme des connecteurs ou des câbles pour obtenir le produit final. Le haut niveau de flexibilité vous permet de plier, plier ou tordre le PCB dans la forme souhaitée. Mais un inconvénient est qu'une fois qu'une forme spécifique est déterminée, vous ne pouvez pas facilement altérer ou modifier le produit final.
PCB LED hybride en aluminium
Les PCB hybrides en aluminium sont idéaux pour les applications RF. Ils offrent de meilleures performances thermiques, surtout lorsqu'il est appliqué aux produits FR4 standards. D'abord, les fabricants doivent traiter les matériaux non thermiques séparément. Ils utilisent généralement une construction à deux ou quatre couches en matériau ignifuge FR4. Un matériau non thermique est ensuite lié à un matériau thermique et une base en aluminium. Cette liaison offre une grande rigidité au PCB en aluminium et aide à dissiper la chaleur. Cette pratique de collage non thermique est préférable à l'utilisation de tous les constituants thermiques car elle est rentable et offre une conductance thermique efficace.. Pour la production de ce type de PCB, il ne nécessite aucun assemblage ni dissipateur thermique.
Qu'est-ce qui rend les PCB LED en aluminium si populaires dans diverses applications?
Les PCB LED en aluminium sont populaires dans diverses industries et particuliers car ils présentent de nombreux avantages que les autres PCB contenant d'autres métaux comme matériaux de base n'ont pas.. Ci-dessous, j'énumère quelques-uns de leurs avantages.
Respectueux de l'environnement
L'aluminium est connu pour être non toxique et facile à recycler. Des fabricants aux acheteurs, l'utilisation de PCB LED en aluminium est respectueuse de l'environnement et contribue à la sauvegarde de notre planète. Aussi, par rapport à la céramique ou à d'autres métaux, les PCB à base d'aluminium sont relativement faciles à assembler, ce qui est propice aux économies d’énergie.
Mieux vaut dissiper la chaleur
Lorsque le circuit imprimé est exposé à des températures élevées, il existe un risque d'épuisement professionnel dû à une surchauffe. Il est judicieux d'utiliser un matériau ayant de bonnes capacités de dissipation thermique – aluminium. Cela peut aider à transférer la chaleur des composants vitaux de la carte., ce qui minimise les dommages potentiels à la carte.
Durable
L'aluminium offre une durabilité et une résistance incomparables par rapport aux bases en céramique ou en fibre de verre. Les PCB LED en aluminium sont suffisamment robustes pour éliminer le risque de casse accidentelle pouvant survenir lors de l'utilisation et de la manipulation quotidiennes ainsi que tout au long du processus de fabrication..
Léger
En plus de son incroyable durabilité, l'aluminium est un métal extrêmement léger. L'aluminium ajoute de la résistance et de la résilience au circuit imprimé sans ajouter de poids supplémentaire au PCB.
Économique
Il est très facile et peu coûteux d’extraire et de raffiner l’aluminium car il est courant sous divers climats.. Il est plus abordable que d’autres matériaux comme le cuivre et la céramique, rendant le coût impliqué dans fabrication de PCB LED en aluminium relativement faible également.
Difficultés de fabrication et solutions dans la production de PCB LED en aluminium
Étant donné que le processus de fabrication des PCB LED en aluminium est à peu près le même, ce qui suit abordera principalement les difficultés rencontrées dans la production de PCB LED en aluminium et leurs solutions.
Gravure sur cuivre
Dans les cas normaux, le fabricant doit utiliser une feuille de cuivre relativement plus épaisse dans les PCB LED en aluminium. Si l'épaisseur est supérieure à 3 once, le fabricant doit compenser la largeur de la gravure. En cas de non-respect de cette norme, la largeur de la trace peut rester hors tolérance après la gravure. Donc, pour la fabrication de circuits imprimés LED en aluminium, vous devez contrôler précisément les facteurs de gravure, surtout le facteur de compensation.
Impression du masque de soudure
Une feuille de cuivre épaisse rend l'impression de masques de soudure sur des PCB LED en aluminium assez difficile. L'image gravée présente une grande différence entre la surface de la trace et la carte de base en raison de l'épaisseur du cuivre., rendant ainsi l'impression du masque de soudure si difficile. Le fabricant utilise généralement une impression de masque de soudure en deux temps et une huile de masque de soudure de qualité décente pour résoudre ce problème.. Alternativement, vous pouvez d'abord manipuler le remplissage de résine, puis le masque de soudure.
Fabrication mécanique
Le processus de fabrication des PCB LED en aluminium implique un perçage mécanique, moulage, score en V, etc., centré sur l'interne via. Pour résoudre le problème de la rigidité électrique réduite dans ce processus, le fabricant utilise des fraises électriques et professionnelles pour la production de produits à faible volume. En même temps, le fabricant doit ajuster les paramètres de perçage pour éviter la génération de bavures.
Conditions de stockage du PCB LED en aluminium
Les PCB LED en aluminium ont l'inconvénient de devenir humides, jaunissement et noircissement, alors n'oubliez pas de les conserver dans l'obscurité, environnement sec. Si vous utilisez l'emballage sous vide, pensez à l'utiliser dans 48 heures une fois que vous l'ouvrez.
MOKOLumière: un fabricant expérimenté de PCB LED en aluminium
En raison de sa rentabilité, caractéristiques écologiques et durables, Les PCB LED en aluminium sont devenus aujourd'hui un mot à la mode dans diverses industries. Aussi, le type exact de PCB LED en aluminium à choisir dépend de votre application et de vos besoins. De plus, pour une bonne qualité, il est d'une grande importance d'obtenir ces cartes auprès d'un fabricant ou d'un fournisseur expérimenté.
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