Epäiletkö, miksi alumiinialusta on parempi kuin FR-4?
Alumiinilevyllä on hyvä prosessointikyky, ja sitä voidaan käyttää kylmä- ja kuumataivutukseen, leikkaamiseen, poraamiseen ja muihin prosessointitoimenpiteisiin, jolloin voidaan tuottaa erilaisia piirilevyjen muotoja ja kokoja. FR4-piirilevy on alttiimpi halkeilulle, kulumiselle ja muille ongelmille, ja sitä on vaikea käsitellä. Siksi alumiinisubstraattia käytetään yleensä korkean suorituskyvyn elektroniikkatuotteissa, kuten LED-valaistuksessa, autoelektroniikassa, virtalähteissä ja muilla aloilla.
Alumiinilevyllä on tietysti myös joitakin haittoja. Metallisen alustansa vuoksi alumiinialustan hinta on korkeampi, ja se on yleensä paljon kalliimpi kuin FR4. Lisäksi, koska alumiinialustaa ei ole helppo liittää yleisten elektronisten laitteiden nastoihin, se vaatii erityiskäsittelyä, kuten metallointia, mikä lisää valmistuskustannuksia. Lisäksi alumiinialustan eristyskerros vaatii myös erityiskäsittelyä lämmönpoistokyvyn varmistamiseksi vaikuttamatta signaalinsiirron laatuun.
Hintaeron lisäksi alumiini-piirilevyn ja FR4:n välillä on myös joitakin eroja suorituskyvyn ja käyttöalueen suhteen.
Ensinnäkin alumiinisubstraatilla on parempi lämmönpoistokyky, joka voi tehokkaasti ja nopeasti haihduttaa piirilevyn tuottaman lämmön. Tämä tekee alumiinisubstraatista erittäin sopivan suuritehoisten ja tiheiden piirien suunnitteluun, kuten LED-valoihin, tehomoduuleihin jne. Sitä vastoin FR4:n lämmönpoistokyky on suhteellisen heikko, ja se soveltuu paremmin pienitehoisten piirien suunnitteluun.
Toiseksi, alumiinisubstraatin virrankantokyky on suurempi, mikä sopii korkeataajuisiin ja suurivirtaisiin piirisovelluksiin. Suuritehoisissa piirirakenteissa virta tuottaa lämpöä, ja alumiinisubstraatin korkea lämmönjohtavuus ja hyvä lämmönpoistokyky voivat tehokkaasti haihduttaa lämmön, mikä varmistaa piirin luotettavuuden ja vakauden. FR4:n virrankantokyky on suhteellisen pieni, eikä se sovellu suuritehoisiin ja suurtaajuuspiirirakenteisiin.
Lisäksi alumiinisubstraatin seisminen suorituskyky on parempi kuin FR4:n, ja se kestää paremmin mekaanisia iskuja ja tärinää, joten alumiinisubstraattia on käytetty laajalti myös autoteollisuudessa, rautateillä ja muilla elektronisten piirien suunnittelun aloilla. Samalla alumiinisubstraatilla on myös hyvä sähkömagneettisten häiriöiden estokyky, joka voi tehokkaasti suojata sähkömagneettisia aaltoja ja vähentää piirien häiriöitä.
Yleisesti ottaen alumiinipiirilevyllä on parempi lämmönpoistokyky, virrankantokyky, maanjäristysominaisuudet ja sähkömagneettisten häiriöiden kestävyys kuin FR4:llä, ja se soveltuu suuritehoisten, tiheiden ja korkeataajuisten piirien suunnitteluun. FR4 soveltuu yleiseen elektronisten piirien suunnitteluun, kuten matkapuhelimiin, kannettaviin tietokoneisiin ja muihin kulutuselektroniikkatuotteisiin. Alumiinialustan hinta on yleensä korkea, mutta kysynnän mukaisessa piirien suunnittelussa alumiinialustan valinta on erittäin tärkeä askel.
Yhteenvetona voidaan todeta, että alumiininen piirilevy ja FR4 sopivat erityyppisiin piirisovelluksiin, ja niillä on omat etunsa ja haittansa. Piirilevymateriaaleja valittaessa on tarpeen punnita useita tekijöitä tiettyjen sovellusskenaarioiden ja vaatimusten mukaan, jotta voidaan valita sopivimmat materiaalit.
Julkaisun aika: 30.11.2023
