Podstawowym celem obwodów drukowanych na podłożu aluminiowym jest zapewnienie optymalnej
przewodności cieplnej. Aluminium jest jednym z najlepszych przewodników ciepła spośród dostępnych
materiałów podłożowych. Dzięki temu obwody na podłożu aluminiowym są w stanie efektywnie odprowadzać ciepło
generowane przez elementy elektroniczne, takie jak układy scalone, tranzystory czy diody. W rezultacie
obwody te są znacznie bardziej odporne na przegrzewanie się, co przekłada się na zwiększoną niezawodność
i żywotność całego urządzenia.
Płytka drukowana aluminiowa składa się z kilku warstw, które zapewniają odpowiednie
funkcjonowanie obwodu oraz doskonałą przewodność cieplną. Oto podstawowa struktura płytki PCB z rdzeniem
aluminiowym:
-
Warstwa aluminiowa: Jest to główna warstwa, która stanowi podłoże płytki PCB. Aluminium jest wybierane
ze względu na swoje doskonałe właściwości przewodzenia ciepła.
-
Dielektryk: Warstwa dielektryka znajduje się nad warstwą aluminiową i pełni funkcję izolatora
elektrycznego. Często stosuje się dielektryki o wysokiej przewodności cieplnej, takie jak ceramika
lub poliimidy, które zapewniają skuteczne odprowadzanie ciepła z elementów elektronicznych do
aluminiowego rdzenia.
-
Ścieżki i warstwy miedziane: Na dielektryku znajdują się ścieżki i warstwy miedziane, które służą do
prowadzenia sygnałów i zasilania między różnymi komponentami elektronicznymi. Rysunek ścieżek jest
nanoszony na podłoże za pomocą technik fotolitograficznych, a następnie trawiony aby uzyskać
odpowiednie polaczenia elektryczne.
PCB z rdzeniem aluminiowym
Typowe wartości przewodnictwa cieplnego dla obwodów drukowanych z rdzeniem aluminiowym
wahają się zazwyczaj między 1,0 a 3,0 W/m·K. Przewodnictwo cieplne zależy od konkretnego rodzaju rdzenia
aluminiowego i może różnić się w zależności od producenta oraz specyfikacji projektowej.
Warto jednak zauważyć, że wartości przewodnictwa cieplnego dla obwodów drukowanych z
rdzeniem aluminiowym są niższe niż dla samego czystego aluminium, ze względu na obecność dodatkowych
warstw dielektrycznych. Warstwy te mają niższe właściwości przewodnictwa cieplnego w porównaniu do samego
rdzenia aluminiowego. Niemniej jednak, obwody drukowane z rdzeniem aluminiowym nadal oferują znacznie
lepsze właściwości przewodzenia ciepła niż tradycyjne obwody na podłożu szklanym czy laminacie, co czyni
je atrakcyjnym wyborem w przypadku aplikacji, w których ważna jest efektywna kontrola temperatury.
Płytki PCB z rdzeniem aluminiowym są stosowane w licznych dziedzinach, takich jak
oświetlenie LED, zasilacze, przemysł motoryzacyjny, elektronika mocy i wiele innych, gdzie kluczowe
znaczenie ma efektywne odprowadzanie ciepła i niezawodność działania urządzeń elektronicznych.