PCB aluminium - Une technologie dans la gestion de la température
Les circuits imprimés à substrat métallique isolé (IMS), conçus à partir d’aluminium, sont les plus courants parmi les circuits imprimés à cœur métallique (MCPCB). L’aluminium est largement utilisé en raison de son excellent rapport qualité-prix, offrant un équilibre parfait entre coût, performance thermique et robustesse. Cette solution convient particulièrement aux applications nécessitant une gestion optimale de la chaleur.
Avantages du produit
Les circuits imprimés à substrat métallique isolé présentent une excellente conductivité thermique, une résistance mécanique élevée et une grande stabilité dimensionnelle. La dissipation de chaleur thermique et d’énergie élevées sont les principales applications des circuits imprimés à substrat métallique isolé.
Rentabilité
L'aluminium (Al) est le troisième élément le plus abondant, car il s'agit du composant principal de nombreux minéraux. L'aluminium est facile à collecter et à recycler, ce qui le rend économiquement très abordable.
Dissipation de la chaleur
La tolérance aux températures élevées permet une plus grande densité de LED. L'aluminium offre une meilleure dissipation de la chaleur que les circuits imprimés en fibres de verre.
Haute durabilité
Plus de résistance et de durabilité que la couche de fibres de verre. Sa résistance est un atout lors du processus de fabrication et de l'utilisation quotidienne.
Légèreté
L'aluminium est l'un des métaux les plus légers, avec une densité de 2,7 g/cm3, ce qui correspond à environ un tiers de l'acier (7,8 g/cm3) ou du cuivre (8,96 g/cm3).
Qu'est-ce qu'un circuit imprimé en aluminium ?
Définition
Le matériau principal à base d’aluminium offre une solution meilleure et plus économique pour gérer les températures des composants dans les applications électroniques, telles que l’éclairage par LED, les alimentations électriques, les systèmes de commandes de moteurs, et bien d’autres.
La plupart des cartes à substrat métallique isolé en aluminium sont à simple face, mais la production de versions double face est possible. La couche diélectrique entre le cuivre et l’aluminium offre une conductivité thermique comprise entre 0,6 et 7,0 W/m.K (watt par mètre-kelvin), selon la marque du stratifié et le niveau de prix. La base en aluminium offre une meilleure conductivité thermique et dissipe la chaleur plus efficacement que les circuits imprimés à base de fibres de verre. En outre, les circuits imprimés en aluminium sont souvent plus durables et présentent une durée de vie plus longue que les circuits imprimés traditionnels.
Spécifications
Conductivité thermique : l’aluminium dispose d’une conductivité thermique beaucoup plus élevée que les matériaux traditionnels des circuits imprimés, généralement de l’ordre de 1 à 2 W/m.K. Des matériaux diélectriques avec une conductivité thermique allant jusqu’à 7 W/m.K sont disponibles sur demande.
Épaisseur : les circuits imprimés en aluminium sont disponibles dans des épaisseurs allant de 0,3 mm à 3,0 mm (modèles spéciaux jusqu’à 5 mm). Épaisseur du cuivre : le cuivre de base peut varier de 35 µm à 105 µm.
Finitions de surface : les finitions de surface courantes pour les circuits imprimés à substrat métallique isolé en aluminium sont LF HASL (nivelage de soudure à air chaud sans plomb), l’étain chimique et ENIG (or par immersion au nickel chimique).
Stratifiés de circuits imprimés : la plupart des cartes à substrat métallique isolé en aluminium sont à simple face. L’aluminium étant un métal conducteur d’électricité, un diélectrique conducteur thermique et isolant électrique est placé entre le cuivre et l’aluminium. La production de versions double face et multicouches est possible, mais les trous métallisés doivent également être isolés de l’aluminium.
Disposition des circuits imprimés : l’agencement d’un circuit imprimé en aluminium diffère généralement de celui d’un circuit imprimé traditionnel, car la gestion thermique doit être prise en compte.
Avez-vous besoin d'un circuit imprimé en aluminium ?
Les applications d’éclairage à LED utilisant des substrats en aluminium remplacent de plus en plus les ampoules halogènes traditionnelles. Ces solutions modernes s’imposent dans divers domaines, notamment l’éclairage intérieur et extérieur des maisons et des bâtiments, l’éclairage public, la signalisation routière et d’application, ainsi que dans des secteurs exigeants tels que l’automobile, le ferroviaire et l’avionique.
Données techniques
IMS (circuits imprimés à substrat métallique isolé)
| Fonctionnalité de l'IMS | Spécification technique IMS du groupe ICAPE |
|---|---|
| Nombre de couches | 1 couche. Avancé 2 couches |
| Points forts de la technologie | Éclairage de l'application thermique des LED haute puissance. Masque de soudure blanc ou noir. La dissipation thermique est assurée par un substrat d'aluminium ou de cuivre lié à la base de cuivre par un PP conducteur de chaleur. |
| Matériaux | Matériau brut à base d'aluminium ou de cuivre (1 mm à 3 mm) avec différentes options diélectriques. |
| Epaisseur de la base en cuivre | 1/2 Oz à 6 Oz. |
| Voie et espacement minimums | 0,2 mm / 0,225 mm. Avancé 0,1mm / 0,1mm. |
| Finitions de surface | OSP, HASL-LF ENIG. |
| Perçage mécanique minimum | 0,4mm, avancé 0,30mm. |
| Conductivité thermique | 0,8 à 8 W/m/K |
| Dimensions maximales | 490x590mm. |
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