Печатные платы на металле

Металлические печатные платы – особая категория изделий, предназначенная для эксплуатации при интенсивном тепловом воздействии. Здесь используются металлы с высоким коэффициентом теплопроводности.

Производство печатных плат на металле осуществляется с применением заготовки, которая состоит из алюминиевого или медного основания с односторонним медным ламинированием.

Между алюминиевым сердечником и медной фольгой наносится слой диэлектрика. 

В качестве диэлектрика могут применяться следующие материалы:

• Полиимид, успешно эксплуатируемый в широком диапазоне рабочих температур.
• Адгезивы и ламинаты T-Lam/T-Preg с низким коэффициентом теплового сопротивления.
• Стандартные ламинаты из стеклотекстолита FR4.

Изготовление печатных плат на алюминиевом основании наиболее распространено по причине ценовой доступности такого основания. Кроме того, медь больше подвержена коррозии, а также проигрывает алюминию в отношении вязкости, что усложняет ее фрезеровку.

Для изготовления алюминиевых печатных плат применяются разные сплавы алюминия, отличающиеся друг от друга по вязкости, механической прочности, теплопроводности. Недорогие сплавы типа 1100 и 5052 применяются в тех случаях, когда сложность механической обработки – не критически важный параметр.

Изготовление печатных плат на металле

Процесс изготовления медных и алюминиевых печатных плат типовой, и начинается он со сверления сквозных монтажных отверстий. В металлизации стенок отверстий нет необходимости.

На заготовку последовательно наносятся следующие слои:

Электропроводящий рисунок

Наносится жидкий или пленочный фоторезист. Это фоточувствительный материал, на котором затем экспонируется проводящий рисунок с помощью шаблонов или лазерного излучения. После проявки фоторезиста незасвеченные участки растворяются.

Затем заготовка отправляется в специальную емкость для травления меди – участки, не защищенные фоторезистом, очищаются от слоя металла.

После травления меди фоторезист снимается.

Паяльная маска

Маска паяльная – это полимерное покрытие, предназначенное для защиты участков платы, которые не подлежат нанесению финишного покрытия. Наиболее часто используется двухкомпонентная паяльная маска в жидком виде.

После нанесения на поверхность платы паяльная маска экспонируется с помощью негативных шаблонов или лазерного излучения. При проявке смываются незасвеченные участки маски – те, что расположены на контактных поверхностях платы.

Готовая паяльная маска полимеризуется в печи, затем маркируется с помощью сетчатого трафарета или струйного принтера.

Финишное покрытие

Финишный слой на контактных участках платы наносится для улучшения качества пайки. Используются два вида покрытий:

• HASL: заготовка окунается в свинцовый или бессвинцовый припой, затем выравнивается горячим воздухом.
• Иммерсионное золото: это многоэтапный процесс нанесения металла поверх послоя никеля.

Преимущества печатных плат на металлическом основании

Печатные платы на металлическом основании недороги в изготовлении, особенно если речь идет об алюминиевых сердечниках. Они обладают низким тепловым сопротивлением, что особенно ценится при производстве светодиодов и силовых модулей. Это бюджетная замена керамическому основанию.

У печатных плат на металле есть несколько преимуществ перед стандартными аналогами:

• Эффективный теплоотвод и минимальные потери тепловой энергии.
• Улучшенная электропроводность, в особенности во внутренних слоях.
• Надежность в условиях температурных нагрузок, высоких напряжений, сильной влажности.