Yüksek güç uygulamaları için metal çekirdekli PCB üretimi. 1.0-3.0 W/mK termal iletkenlik ile FR-4'e kıyasla 5-10 kat üstün ısı yönetimi, 24-48 saatte prototip teslimatı ve IPC Class 2/3 sertifikalı üretim.
Standart FR-4 malzemenin termal sınırlarına ulaştığınızda, alüminyum çekirdekli PCB tasarımınızı bir üst seviyeye taşır. İşte bunun somut nedenleri.
1.0 ila 3.0 W/mK termal iletkenliğe sahip dielektrik katmanlar sayesinde FR-4'e kıyasla 5-10 kat daha etkili ısı dağılımı. Güç LED'lerinde jonksiyon sıcaklığını 30-40°C düşürür.
Tek katmanlı, çift katmanlı ve çok katmanlı alüminyum PCB konfigürasyonları. 0.5 mm'den 3.0 mm'e kadar alüminyum çekirdek kalınlıkları ile tasarım esnekliği.
Tüm alüminyum PCB üretimlerimiz IPC-6012 ve IPC-A-600 standartlarına göre denetlenir. Otomotiv ve endüstriyel uygulamalar için Class 3 seçeneği mevcuttur.
Alüminyum çekirdek, büyük akım geçişlerinde oluşan ısıyı hızla uzaklaştırarak 2-4 oz bakır kalınlıklarında bile güvenilir çalışma sağlar.
Her panel uçtan uca elektriksel test (flying probe veya fixture) ile doğrulanır. Termal impedans ölçümü ve Tg analizi talep üzerine yapılır.
Tek katmanlı alüminyum PCB prototipleri 24-48 saatte, çift/çok katmanlı tasarımlar 3-5 iş gününde teslim edilir. Seri üretim 2-3 haftada devreye alınır.
Çoğu mühendis, alüminyum PCB'yi yalnızca yüksek güç LED dizileri kullandığında düşünür. Bu doğru bir başlangıç noktası — ama hikâyenin tamamı değil. Bizim üretim hattımızda gördüğümüz siparişlerin yaklaşık %35'i LED dışı uygulamalardan geliyor: motor sürücü kartları, DC-DC konvertörler, RF güç amplifikatörleri ve güneş enerjisi invertörleri.
Temel soru şudur: Kartınızdaki bileşenlerin toplam güç dağılımı, FR-4'ün termal iletkenliği (yaklaşık 0.3 W/mK) ile yönetilebilir mi? Cevap hayırsa — ve genellikle bileşen başına 1W üstü dağılımda hayır oluyor — alüminyum çekirdek devreye girer. 1.0 W/mK'lık standart dielektrik bile FR-4'ten 3 kat iyi ısı iletir; 3.0 W/mK'lık yüksek performanslı dielektrik ise 10 kat fark yaratır.
Ama — ve bu kısmı çoğu tedarikçi söylemez — alüminyum PCB her durumda FR-4'ten "daha iyi" değildir. Esneklik istiyorsanız, bükülgen bir tasarıma ihtiyacınız varsa veya çok katmanlı yüksek yoğunluklu bağlantı (HDI) gerekiyorsa FR-4 veya rigid-flex daha uygun olabilir. Alüminyum çekirdek mekanik olarak rijittir ve bükülmez. Ayrıca, standart alüminyum PCB'lerde çekirdek tek bir elektriksel düğüm (genellikle GND) olarak kullanılır — izole alt katmanlar istiyorsanız çift katmanlı yapı seçmeniz gerekir, bu da maliyeti artırır.
Pratikte şöyle bir karar çerçevesi kullanıyoruz: Bileşen jonksiyon sıcaklığı tasarım limitinin %80'ine ulaşıyorsa ve soğutucu eklemek montaj alanını veya BOM maliyetini %20+ artırıyorsa, alüminyum PCB geçiş yapın. Değilse, FR-4 ile termal via ve bakır döküm (copper pour) stratejileri yeterli olabilir. (IPC standartlarında termal via dizileri için spesifik tasarım kuralları tanımlanmıştır — IPC-2221B Bölüm 7'ye başvurun.)
Alüminyum PCB üretim kapasitemiz ve endüstri standartları.
| Parametre | Endüstri Standardı | Bizim Kapasitemiz | Endüstri Ortalaması |
|---|---|---|---|
| Termal İletkenlik (Dielektrik) | 0.8 - 1.5 W/mK | 1.0 - 3.0 W/mK | 1.0 - 2.0 W/mK |
| Alüminyum Çekirdek Kalınlığı | 0.8 - 2.0 mm | 0.5 - 3.0 mm | 1.0 - 2.0 mm |
| Bakır Kalınlığı | 1 - 3 oz | 1 - 4 oz (6 oz özel) | 1 - 3 oz |
| Dielektrik Kırılma Gerilimi | >3 kV | >4 kV (tipik 5-6 kV) | 3-4 kV |
| Minimum İz/Kanal Genişliği | 0.15 mm | 0.10 mm | 0.15 - 0.20 mm |
| Elektriksel Test Kapsamı | Örneklem bazlı | %100 uçtan uca test | Parti örneklemi |
| Prototip Teslim Süresi | 5-7 iş günü | 1-2 iş günü (tek katman) | 3-5 iş günü |
| Sertifikasyon | ISO 9001 | ISO 9001 + IATF 16949 + UL | ISO 9001 |
* Tüm değerler tipik üretim koşullarına göredir. Spesifik projeler için lütfen teklif formunu doldurun. Referans standartlar: IPC-6012, IPC-A-600, UL 796.
Alüminyum PCB üretiminde her adım, termal performansı doğrudan etkiler. Bu yüzden standart FR-4 sürecinden farklı kritik noktalar var — işte bunlar.
Gerber dosyalarınızı alır almaz termal yönetim açısından inceliyoruz. Dielektrik kalınlığı, bakır ağırlığı ve alüminyum çekirdek seçimi arasında doğru dengeyi kurmak kritik — yanlış dielektrik seçimi ısı transferini %40 oranında düşürebilir. Termal via yerleşimi, lehim maskesi açıkları ve mekanik toleranslar dahil tam DFM raporu sunuyoruz.
Alüminyum çekirdek (tipik olarak 5052 veya 6061 alaşımı) ve dielektrik pregreg üzerine 1-4 oz elektrodepozit bakır foil laminasyonu. Malzeme sertifikası (COC) her parti için düzenlenir. Nem hassasiyeti yüksek dielektrik malzemeler kuru dolapta saklanır — MSD Level 1 altındaki pregregler bile 48 saatten fazla açık havada bekletilmez.
Fotorezist kaplama, UV maruziyet ve geliştirme adımlarıyla bakır deseni oluşturulur. Alüminyum çekirdekli panellerde asit işleme (etching) sıvısı bakırı seçerek aşındırır, alüminyum çekirdeğe zarar vermez. Ancak — ve bu nokta çoğu üreticinin atladığı detay — dielektrik katmanın kenar sızıntısını (edge bleed) kontrol altında tutmak için özel maskeleme uygularız.
Alüminyum PCB'lerde termal iletkenlik bölgeleri için özel soldermask açıkları bırakılır. Standart yeşil LPI soldermask yanında beyaz, siyah ve özel renk seçenekleri mevcuttur. Silk screen baskısı bileşen referansları ve polarite işaretleri için uygulanır.
HAL (Hot Air Leveling), ENIG veya OSP yüzey işlemi seçenekleri. Alüminyum çekirdekli panellerde V-cut scoring ve freze işleme (routing) dikkat gerektirir — çekirdeğin bütünlüğünü bozmamak için freze derinliği ±0.05 mm toleransla kontrol edilir. Özel şekilli paneller (D-cut, oval) için CNC routing yapılır.
Flying probe veya test fixture ile %100 açık/kısa devre testi. IPC-A-600 Class 2/3 görsel muayene. İsteğe bağlı: termal impedans ölçümü (T3ster veya benzeri ekipmanla), ısıl döngü testi (-40°C/+125°C, 100 döngü), peel strength testi. Her siparişle birlikte COC ve test raporu teslim edilir.
Alüminyum PCB'lerde üç ana yapı var ve her biri farklı senaryolara hitap ediyor. Yanlış yapıyı seçmek, ya gereksiz maliyete ya da yetersiz termal performansa yol açar — ikisi de kötü.
Bakır + Dielektrik + Alüminyum. En yaygın yapı — LED paneller, güç kaynakları, basit motor sürücüleri. Maliyet en düşük, termal performans en yüksek (ısı doğrudan çekirdeğe aktarılır). Dezavantajı: tek yüzey bileşen yerleşimi, yönlendirme kısıtlı.
Bakır + Dielektrik + Alüminyum + Dielektrik + Bakır. Her iki yüzde bileşen ve yönlendirme. Termal vi'lar aracılığıyla ısı çekirdeğe iletilir. Daha karmaşık devreler için uygun, ancak termal via direnci tek katmanlıya kıyasla ısı transferini %10-20 düşürür.
İki FR-4 iç katman + alüminyum çekirdek kombinasyonu. Yüksek yoğunluklu sinyal yönlendirmesi ve termal yönetim aynı kartta. Invertör ve motor kontrol uygulamalarında standart hale geliyor. Üretim süreci daha karmaşık — lamine edilmiş FR-4 katmanları alüminyum çekirdeğe preslenir, termal via açılır ve bakır kaplanır.
Hangi yapıyı seçeceğinize karar veremiyorsanız, DFM ekimiz termal simülasyon sonuçlarına göre öneri sunabilir. Çoğu durumda, yönlendirme yoğunluğu tek katmanlı yapıya sığıyorsa, tek katmanlı seçin — hem daha ucuz hem de termal olarak daha verimli.
Üretim Notu: Alüminyum PCB'lerde dielektrik kalınlığı kritik bir parametredir. Standart 75-100 µm dielektrik, termal iletkenlik ile elektriksel izolasyon arasında optimum dengeyi sağlar. 50 µm altına inmek termal direnci düşürür ama kırılma gerilimi riski artar — bu bölgede çalışıyorsanız mutlaka Hi-Pot testi (5 kV DC, 60 saniye) uyguluyoruz.
Yüksek güç LED dizileri (COB, SMD), sokak aydınlatması, endüstriyel projektörler. 50W+ panellerde soğutucu gereksinimini ortadan kaldırır.
Motor sürücü kartları, LED far modülleri, DC-DC konvertörler. AEC-Q200 uyumlu malzemeler ve IATF 16949 sertifikalı üretim.
SMPS, invertörler, batarya yönetim sistemleri (BMS). Yüksek akım yolları için 2-4 oz bakır ve düşük termal dirençli dielektrik.
RF güç amplifikatörleri, baz istasyonu kartları. Dielektrik sabiti kontrolü ve düşük sinyal kaybı gerektiren uygulamalar.
Güneş paneli invertörleri, rüzgar türbini kontrol kartları. Geniş sıcaklık aralığı (-40°C/+125°C) ve uzun ömür gereksinimi.
Cerrahi aydınlatma, lazer sürücüleri, görüntüleme ekipmanları. ISO 13485 uyumlu üretim ve izlenebilirlik.
Tüm testler IPC ve UL 796 standartlarına göre gerçekleştirilir. Test raporları ve COC her siparişle birlikte teslim edilir.
Bir Tier-1 otomotiv tedarikçisi, yeni nesil LED far modülü için termal yönetim sorunuyla başvurdu. Mevcut FR-4 tasarımında LED jonksiyon sıcaklığı 135°C'ye ulaşıyordu — bu, 150°C maksimum limitine tehlikeli bir şekilde yakındı ve ömrü dramatik olarak kısaltıyordu.
12 adet yüksek güç LED (her biri 3W, toplam 36W) içeren far modülünde FR-4 kart ile jonksiyon sıcaklığı 135°C. AEC-Q200 uyumluluğu ve -40°C/+105°C ortam sıcaklığı gereksinimi. Mevcut tasarımda ek soğutucu ile ağırlık 280g ve montaj alanı %35 artıyordu.
1.5 mm alüminyum çekirdek (5052 alaşımı) + 1.5 W/mK termal iletkenlikli dielektrik (100 µm) + 2 oz bakır ile tek katmanlı MCPCB tasarladık. Termal simülasyon ile LED yerleşimi optimize edildi. ENIG yüzey işlemi ve otomotiv dereceli soldermask uygulandı.
Jonksiyon sıcaklığı 135°C'den 92°C'ye düştü (%32 azalış). Soğutucu gereksinimi tamamen ortadan kalktı — ağırlık 280g'den 95g'e düştü (%66 hafifleme). Montaj alanı %35 küçüldü. 10.000 saatlik hızlandırılmış ömür testinde sıfır arıza. Seri üretim maliyeti FR-4 + soğutucu kombinasyonuna göre %22 daha düşük.
Alüminyum PCB'nin kalbi dielektrik katmandır. Bu katman hem elektriksel izolasyon sağlar hem de ısıyı bakırdan alüminyum çekirdeğe aktarır. Yanlış dielektrik seçimi, kartınızın termal avantajını sıfırlayabilir. Fabrikamızda üç ana dielektrik seçeneği sunuyoruz:
| Özellik | Standart (1.0 W/mK) | Orta (1.5 W/mK) | Yüksek (3.0 W/mK) |
|---|---|---|---|
| Termal İletkenlik | 1.0 W/mK | 1.5 W/mK | 3.0 W/mK |
| Dielektrik Kırılma Gerilimi | >4 kV | >5 kV | >6 kV |
| Kalınlık Seçenekleri | 50-150 µm | 75-150 µm | 75-200 µm |
| Tg (Cam Geçiş Sıcaklığı) | ~120°C | ~130°C | ~150°C |
| Tipik Uygulama | Standart LED, güç kaynağı | Otomotiv LED, motor sürücü | RF güç, invertör, yüksek güç LED |
| Göreli Maliyet | Baz fiyat | +15-20% | +30-50% |
Pratik tavsiye: Çoğu LED aydınlatma uygulamasında 1.0 W/mK yeterlidir. Otomotiv ve endüstriyel güç elektroniğinde 1.5 W/mK öneriyoruz. 3.0 W/mK'lık dielektrik, gerçekten aşırı güç yoğunluklu (5W+ tekil bileşen) senaryolar için reserve edilmeli — maliyet farkı haklı çıkmıyorsa orta seviye seçenek daha akıllıca bir tercih. (ask me how I know — 3.0 W/mK sipariş edilen ama termal simülasyonda 1.5 W/mK'ın yeterli olduğu birçok proje gördük.)
Uzun süredir kablo demeti tedarik ettiğimiz endüstriyel makine müşterisi, PCB montajlarını ve elektronik bileşenleri ayrı tedarikçilerden bağımsız olarak temin ediyordu. Tedarik zinciri parçalı, lead time görünürlüğü düşüktü.
Mevcut ilişkiyi baz alarak alüminyum/standart PCB üretimi, PCBA montajı ve kritik IC tedarikini tek tedarikçi altında konsolide etmeyi önerdik — termal yönetim gerektiren güç katmanları için alüminyum çekirdekli yapıya geçiş dahil.
Çoklu kategori tedariki tek bir tedarikçi üzerinden yürür hale geldi, müşteri envanter ve QC süreçlerini sadeleştirdi.
Alüminyum PCB üretim hizmetlerimiz hakkında merak ettikleriniz.
Prototip siparişlerinde 5 panel'den başlıyoruz. Seri üretim için 50 panel alt limiti uygulanır. Tek katmanlı tasarımlarda 1 panel ile dahi üretim yapabiliyoruz ancak birim maliyet ekonomik olmayabilir — bu durumda küçük prototip lotları öneriyoruz.
Gerber RS-274X dosyaları (tüm katmanlar), drill dosyası (Excellon formatı) ve termal yönetim gereksinimlerinizi belirten bir README veya e-posta yeterlidir. Dielektrik termal iletkenlik tercihiniz (1.0, 1.5 veya 3.0 W/mK) ve alüminyum kalınlığı belirtilmezse DFM ekimiz öneri sunar.
Alüminyum PCB, eşdeğer FR-4 tasarıma göre tipik olarak %30-60 daha maliyetlidir. Ancak soğutucu (heatsink) gereksinimini ortadan kaldırdığı ve montaj hacmini düşürdüğü için sistem düzeyinde toplam maliyet genellikle %15-25 azalır. 50W+ güç LED uygulamalarında bu fark daha da belirginleşir.
Evet. Çift katmanlı alüminyum PCB'lerde bakır katmanlar alüminyum çekirdeğin her iki yüzünde yer alır, dielektrik ile yalıtılır. Termal vi'lar aracılığıyla ısı çekirdeğe aktarılır. 2+2 katmanlı (dört katman) konfigürasyonlar da mevcuttur — bu yapı özellikle motor sürücü ve invertör uygulamalarında tercih edilir.
Standart üretimde 4 oz (140 µm) bakır kalınlığına kadar üretim yapıyoruz. 6 oz ve üzeri özel siparişlerde ek süreç adımları gereklidir — lütfen teklif aşamasında belirtin. Kalın bakır, yüksek akım taşıyan güç devrelerinde (motor sürücü, invertör) kritik avantaj sağlar.
Evet. Otomotiv (AEC-Q200 gereksinimleri dahil) ve endüstriyel uygulamalar için IPC-6012 Class 3 sertifikalı üretim sunuyoruz. Class 3 üretimde ek inceleme noktaları, %100 mikroskobik muayene ve genişletilmiş termal stres testi uygulanır. Sertifika ve test raporları her siparişle birlikte teslim edilir.
Bileşen başına 1W'tan fazla güç dağılımı olan tasarımlarda, sıcaklık yükselmesi 80°C'nin üzerine çıkan ortamlarda veya soğutucu kullanmak istemediğiniz durumlarda alüminyum PCB seçin. LED aydınlatma, motor sürücü, güç kaynağı ve RF amplifikatör uygulamaları en yaygın kullanım alanlarıdır. Düşük güçlü tasarımlarda FR-4 yeterlidir ve ekonomiktir.
Alüminyum PCB projenizi destekleyen diğer üretim hizmetlerimiz.
Alüminyum PCB'nizin bileşen montajı için hızlı ve güvenilir SMT/THT hizmeti.
DetaylarAlüminyum ile birleştirilebilen rigid-flex yapılar için özel üretim.
DetaylarMalzeme tedarikinden son teste kadar tam hizmetli montaj çözümü.
DetaylarPrototip ve pilot seri üretim için esnek adet seçenekleri.
DetaylarGerber dosyalarınızı gönderin, 24 saat içinde DFM raporu ve teklif ile dönüş yapalım. Termal yönetim konusunda teknik destek de sunuyoruz — sadece üretici değil, mühendislik ortağıyız.
