С развитием электронной технологии использование печатных плат (PCB) становится все более широким. Они являются неотъемлемыми компонентами электронных устройств, играя ключевую роль в различных приложениях. Среди них алюминиевые печатные платы и печатные платы FR4 (на основе стекловолокна, усиленного эпоксидной смолой) являются двумя наиболее распространенными типами, которые значительно отличаются по материалам, характеристикам и применению. При этом медные печатные платы имеют лучшую теплопроводность, чем алюминиевые. В этой статье будут рассмотрены ключевые различия между алюминиевыми и FR4 печатными платами.
Материалы
Основным материалом алюминиевых печатных плат, как видно из их названия, является алюминий. Обычно он представлен в виде алюминиевой подложки, которая обеспечивает отличную теплопроводность. На алюминиевую подложку обычно наносится изоляционный слой для изоляции цепей.
В то же время печатные платы FR4 используют стекловолокно, усиленное эпоксидной смолой. Этот материал обладает отличной механической прочностью, но относительно слабой теплопроводностью. Аббревиатура «FR» означает Flame Retardant (огнестойкость), что соответствует требованиям стандарта UL 94V-0.
Теплопроводность
Алюминиевые печатные платы выделяются своей теплопроводностью. Алюминий является отличным проводником тепла, что делает такие платы полезными для приложений, требующих эффективного отвода тепла. Например, светодиодное освещение выделяет тепло, и алюминиевые платы способны эффективно передавать и рассеивать это тепло, улучшая производительность и долговечность светодиодов.
Напротив, печатные платы FR4 имеют относительно низкую теплопроводность и, как правило, не подходят для приложений, где требуется высокий теплоотвод. Это связано с тем, что FR4 в основном состоит из стекловолокна и эпоксидной смолы, которые не являются хорошими проводниками тепла.
Коэффициент теплового расширения
Коэффициент теплового расширения (КТР) также отличается у этих плат.
- У алюминиевых печатных плат КТР составляет 50×10^-6 см/см°C, что ближе к КТР медной фольги (17×10^-6 см/см°C), что снижает риск повреждений.
- У FR4 КТР равен 110×10^-6 см/см°C, что может привести к повреждению медных линий и металлизированных отверстий из-за разницы в расширении.
Слои
Алюминиевые печатные платы строго имеют трехслойную структуру, которая включает алюминиевую подложку, проводящий слой меди и диэлектрический слой. Платы FR4 могут быть однослойными, двухслойными или многослойными, что делает их более универсальными в конструктивном плане.
Механическая прочность и жесткость
Благодаря металлическому основанию алюминиевые платы обладают большей механической прочностью и жесткостью по сравнению с FR4. Они предпочтительны для приложений, где требуется надежная основа для размещения множества электронных компонентов.
Толщина
FR4 превосходят алюминиевые платы по толщине, так как позволяют создавать многослойные конструкции. Алюминиевые платы имеют меньшую толщину, так как толщина ограничивается диэлектрическим и металлическим слоями.
Применение
- Алюминиевые платы: Используются в приложениях, где требуются высокая теплопроводность и электропроводность, таких как светодиодное освещение, модули питания, высокочастотные приложения, автомобильная электроника.
- FR4 платы: Применяются в общих электронных цепях, где не требуется высокая теплопроводность. В некоторых случаях используется FR4 с высокой температурой стеклования (High TG FR4), который сохраняет стабильность при повышенных температурах.
Вывод
Алюминиевые и FR4 печатные платы существенно различаются по материалам, теплопроводности, коэффициенту теплового расширения, структуре, прочности и применению. Выбор подходящего типа платы для конкретного применения является критически важным, так как он напрямую влияет на производительность и стабильность электронных устройств.
Если вам нужны платы с различной толщиной, выбирайте FR4. А для приложений, где требуется высокая теплоотдача и электромагнитная защита, выбирайте алюминиевые печатные платы.
В компании WWPCB мы специализируемся на проектировании и производстве печатных плат с металлическим основанием, предназначенных для различных применений. К таким применениям относятся светодиоды (LED), ЖК-дисплеи с подсветкой для настольных и ноутбуков, уличные фонари, медицинские и промышленные системы мониторинга, приложения для управления двигателями, преобразователи мощности, аудиоустройства, фотогальванические элементы, хирургические осветительные инструменты и высокомощная сканирующая технология. Наш современный завод в Шэньчжэне, Китай, гарантирует, что наши печатные платы с металлическим основанием соответствуют строгим стандартам качества, эффективно рассеивают тепло и улучшают общую производительность.
