Алюминиевые платы проникли в светотехнику благодаря способности быстро выводить тепло от кристаллов. Металлическое основание снижает температуру перехода, продлевая ресурс драйверов и диодов, повышая светоотдачу. Подробнее: https://pselectro.ru/offers/alu

В отличие от FR-4 тепло проходит через диэлектрик к алюминию по короткому пути. При плотности теплового потока 3-5 Вт/см² температура под кристаллом поднимается лишь незначительно выше окружающей среды, упрощая проектирование без громоздких радиаторов.

Конструкция и материалы

Классическая плата содержит медную фольгу толщиной 35-210 мкм, слой проводящего полимера с наполнителем Al₂O₃, основание из сплава 5052 либо 7072. Диэлектрик с теплопроводностью 2-10 Вт/м·К сохраняет электрическую изоляцию при пробивном напряжении 3-4 кВ.

Механическая жёсткость не уступает стальному шасси при массе меньше на треть. Обработка фрезой или лазером не вызывает расслоений, допуская изготовление массивных односторонних плат под световые панели.

Теплоотвод светодиодов

Для высокой светоотдачи температура p-n перехода удерживается ниже 85 °C. Плата служит промежуточным радиатором, распределяя тепловой поток по металлическому основанию, откуда он уходит в корпус светильника. Софиты, уличные прожекторы, лампы E27 мощностью до 20 Вт получили компактное охлаждение без массивных рёбер.

Снижение температуры уходит в запас надёжности. Деградация люминофора замедляется, цветовая стабильность сохраняется дольше гарантийного срока. Производитель экономит на дорогих кристаллах высокой яркости, компенсируя тепловым режимом.

Другие области

Силовые источники питания, мотор-драйверы и модули DC-DC задействуют алюминиевую основу при токах выше 10 А. Рассеивание транзисторов и диодов распределяется по всей плате, упрощая разводку и уменьшая площадь.

В анализаторах спектра и усиливающей радиоаппаратуре металлический экран платы улучшает электромагнитную совместимость. Паразитная индуктивность снижается, контуры согласования держат форму при температурных скачках.

При холодной погоде коэффициент теплового расширения алюминия близок к кристаллам силовых полупроводников. Минимизация напряжений предотвращает отслаивание выводов, повышая усталостную стойкость сборок в транспортном и авиационном оборудовании.

С учётом массового применения в LED-осветителя производство перешло на стандартные панели 457=610 мм, что удешевляет штамповку и сокращает сроки логистики. Сборка совместима с бессвинцовым припоем, температура пайки до 260 °C не повреждает диэлектрик.

Алюминиевая плата объединяет функции радиатора и печатной разводки. Экономия пространства, устойчивость к термоциклам и стабильная рабочая температура благоприятно влияют на эффективность и срок службы светодиодных и силовых изделий.

Алюминиевые печатные платы пришли из силовой электроники и уверенно закрепились в LED-отрасли. Основа — металл, покрытый диэлектриком и слоем меди. Такая компоновка снижает тепловое сопротивление и улучшает жёсткость.

Конструкция слоёв

Металлическая база обычно изготовлена из сплава Al 5052 либо Al 6061. Толщина варьирует от 0,8 до 3 мм, что зависит от механической задачи. Над металлом располагается тонкий диэлектрический прекрег с теплопроводностью 1,0-8,0 Вт/м·К. Верхняя медная фольга имеет стандартные веса 35-210 мкм.

Паяльная маска наносится на медь, оставляя открытыми контактные площадки. Для защиты применяются HASL-SnAg, ENIG либо легированное олово под чистый алюминий.

Теплопроводность и расход тепла

Металлический сердечник формирует короткий путь для теплового потока от полупроводников к радиатору или корпусу. При рассеянии 3 Вт тепловое сопротивление платы достигает 2-3 К/Вт, тогда как стеклотекстолит показывает 20-25 К/Вт. Плотность тока увеличивается без перегрева, что продлевает срок службы компонентов. Отвода достаточно для LED-кристаллов с плотностью 10-15 Вт/см².

Механическая жёсткость алюминия уменьшает прогиб крупноформатных сборок. Металл экранирует помехи, повышая электромагнитную совместимость.

Сферы применения

Светодиодные матрицы питаются при токах десятки ампер, алюминиевая плата удерживает рабочую температуру без громоздких радиаторов. Силовые DC-DC преобразователи на топологии POL размещают транзисторы на прямой тепловой площадке, так что корпус устройства остаётся компактным. Автомобильные драйверы фар получают устойчивость к вибрациям благодаряаря монолитной базе.

Высокочастотная аппаратура уровней 2-6 ГГц использует металл подложку для равномерной массы, что снижает фазовый шум. В цепях высоковольтного заряда слой диэлектрика до 200 мкм выдерживает импульсы 2 кВ.

Сверление выполняется карбидными фрезами с подачей эмульсии. При гальваническом осаждении меди не покрывает алюминий, поэтому применяются изолированные отверстия типа i-via либо втулка из меди с запрессовкой термостойкой смолы. Допустим радиус изгиба готовой платы 1,5 мм на толщине 1 мм, что отвечает требованиям IP67.

Тепловые полигоны располагают под силовыми кристаллами, дорожки с током свыше 5 А прокладывают коротко и шириной не менее 2 мм. Тепловые переходы между слоями обеспечиваются массивом via-in-pad. Сопротивление перехода не превышает 0,1 Ом при 20 °C.