PCB en aluminium

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Qu'est-ce qu'un circuit imprimé en aluminium ?

Chez FAST-PCB, nous fabriquons des circuits imprimés en aluminium de haute qualité, alliant performances thermiques supérieures et isolation électrique fiable. Forts de plus de 24 ans d'expérience dans le secteur des circuits imprimés, nous maîtrisons les exigences spécifiques des applications haute puissance et sensibles à la chaleur dans divers secteurs industriels.

circuit imprimé en aluminium

Le circuit imprimé en aluminium, également appelé circuit imprimé à noyau métallique (MCPCB) ou substrat métallique isolé (IMS), est un circuit imprimé spécialisé qui utilise une base en aluminium comme matériau de substrat au lieu du traditionnel FR-4. Cette construction unique offre des capacités de dissipation thermique exceptionnelles, ce qui rend les circuits imprimés en aluminium idéaux pour les applications où la gestion thermique est essentielle.

Structure du circuit imprimé en aluminium

Un circuit imprimé en aluminium typique se compose de trois couches principales :

Couche de circuit (feuille de cuivre)

  • Épaisseur : 1-10 oz (35-350 μm)
  • Il supporte les circuits et composants électriques
  • Peut être simple ou double face
  • Les procédés de fabrication de circuits imprimés standard s'appliquent

Couche diélectrique (isolation)

  • Conducteur thermique mais isolant électrique
  • Épaisseur typique : 50-200 µm
  • Conductivité thermique : 1-12 W/m·K
  • Assure l'isolation électrique entre le cuivre et la base en aluminium

Couche de base (substrat en aluminium)

  • Épaisseur : 0,8 à 3,0 mm (standard : 1,0, 1,5, 2,0 mm)
  • Matériau : Alliage d'aluminium (généralement 5052, 6061)
  • Assure le support mécanique et la répartition de la chaleur
  • Sert de dissipateur thermique pour l'ensemble de l'assemblage.

Principaux avantages des circuits imprimés en aluminium

Gestion thermique exceptionnelle Le socle en aluminium évacue efficacement la chaleur des composants et la dissipe sur toute la surface de la carte. Il en résulte :

  • Températures de fonctionnement plus basses (réduction de 30 à 50 °C par rapport au FR-4)
  • Durée de vie prolongée des composants
  • Fiabilité et performances améliorées
  • Besoin réduit de dissipateurs thermiques supplémentaires
  • meilleure stabilité thermique

Force mécanique accrue L'aluminium offre des propriétés mécaniques supérieures :

  • Rigidité et stabilité dimensionnelle accrues
  • Résistance aux contraintes physiques et aux vibrations
  • Moins sujet à la déformation ou au pliage
  • Meilleure résistance aux chocs
  • Adapté aux environnements difficiles

Conception légère Malgré sa robustesse, l'aluminium est relativement léger, offrant :

  • Réduction de poids par rapport aux alternatives à noyau de cuivre
  • Important pour les applications aérospatiales et automobiles
  • Manipulation et installation plus faciles
  • Frais de livraison réduits

Sécurité électrique La couche diélectrique assure :

  • Excellente isolation électrique
  • Tension de claquage élevée (généralement > 3000 V)
  • Protection contre les courts-circuits électriques
  • Fonctionnement sûr dans les applications à haute tension

Stabilité dimensionnelle Le faible coefficient de dilatation thermique de l'aluminium garantit :

  • Variations dimensionnelles minimales en fonction de la température
  • Fiabilité accrue lors des cycles thermiques
  • Réduction des contraintes sur les joints de soudure
  • Stabilité à long terme

Respect de l'environnement

  • Matériaux non toxiques
  • substrat en aluminium recyclable
  • Conforme aux normes RoHS et REACH
  • fabrication respectueuse de l'environnement

Types de circuits imprimés en aluminium

Circuit imprimé en aluminium simple face La configuration la plus courante :

  • Couche de circuit sur une seule face
  • l'option la plus rentable
  • Convient aux applications LED et d'alimentation 95%
  • processus de fabrication simple

Circuit imprimé double face en aluminium Pour les applications nécessitant des circuits des deux côtés :

  • Connexions traversantes entre les couches
  • des capacités de conception plus complexes
  • Coût plus élevé que pour les modèles à simple face
  • Utilisé lorsque la densité des composants l'exige.

Circuit imprimé multicouche en aluminium Construction avancée pour des conceptions complexes :

  • Combinaison de couches FR-4 et d'une base en aluminium
  • Couches de signal intégrant une gestion thermique
  • Performances optimales, mais plus cher
  • Utilisé dans l'électronique de puissance sophistiquée

PCB hybride en aluminium Combinant aluminium et FR-4 dans différentes sections de la carte :

  • L'aluminium dans les zones à haute température
  • FR-4 dans les zones standard
  • Optimise les coûts et les performances
  • Complexe mais très efficace

Spécifications des circuits imprimés en aluminium FAST-PCB

Options de matériaux de base

  • Alliage d'aluminium : 5052, 6061, 1060
  • Épaisseur : 0,8 mm, 1,0 mm, 1,2 mm, 1,5 mm, 2,0 mm, 2,5 mm, 3,0 mm
  • Épaisseur personnalisée disponible sur demande

Couche diélectrique

  • Conductivité thermique : 1W, 2W, 3W, 4W, 8W, 12W (W/m·K)
  • Épaisseur : 50-200 μm
  • Tension de claquage : >3000 V
  • Matériaux thermiques haute performance disponibles

Couche de cuivre

  • Épaisseur : 1 oz, 2 oz, 3 oz, 4 oz, 6 oz, 8 oz, 10 oz
  • Largeur/espacement minimal des pistes : 6/6 mil (0,15/0,15 mm)
  • Capacité de précision extrême : jusqu’à 4/4 mil grâce à un traitement avancé

Dimensions du plateau

  • Dimensions maximales : 500 mm x 600 mm
  • Dimensions minimales : 10 mm x 10 mm
  • Formes et routages personnalisés disponibles

Options de finition de surface

  • HASL (Nivelage de soudure à air chaud)
  • HASL sans plomb
  • ENIG (Nickel chimique, or par immersion)
  • OSP (agent de préservation de la soudabilité organique)
  • Argent d'immersion
  • Boîte d'immersion

Masque de soudure

  • Blanc (le plus courant pour les applications LED – réflectivité élevée)
  • Noir (absorption de chaleur, esthétique)
  • Vert, bleu, rouge, jaune (couleurs standard)
  • finition mate ou brillante

Applications courantes

Éclairage LED L'application principale des circuits imprimés en aluminium :

  • Éclairage public à LED haute puissance
  • Phares et feux arrière automobiles à LED
  • Panneaux d'affichage LED et panneaux publicitaires
  • Éclairage architectural et décoratif
  • Ampoules et tubes LED
  • Éclairage de scène et de studio
  • lampes horticoles de croissance

Électronique de puissance Les applications à courant élevé bénéficient d'une gestion thermique :

  • Convertisseurs et onduleurs de puissance
  • Contrôleurs et variateurs de moteurs
  • systèmes de gestion de batterie
  • onduleurs de panneaux solaires
  • Alimentations (AC-DC, DC-DC)
  • régulateurs de tension

Électronique automobile Environnement difficile et exigences thermiques :

  • Phares et feux de signalisation à DEL
  • Unités de commande électroniques (ECU)
  • modules de distribution d'énergie
  • Systèmes de véhicules hybrides et électriques
  • Systèmes d'allumage
  • Commandes de transmission

Équipement de communication Matériel de télécommunications générateur de chaleur :

  • Amplificateurs haute fréquence
  • Émetteurs radio
  • équipement de station de base
  • Amplificateurs de signal
  • Commutateurs réseau avec PoE

Équipement industriel Applications robustes dans des environnements exigeants :

  • Commandes de moteurs industriels
  • équipement de soudage
  • Systèmes laser de haute puissance
  • Systèmes de chauffage et de climatisation
  • Automatisation industrielle

Électronique grand public

  • Amplificateurs audio
  • Chargeurs haute puissance
  • composants de console de jeux
  • systèmes d'éclairage de projecteur