Feuille d'aluminium pour un PCB flexible
Dans le paysage en évolution rapide de la fabrication d'électronique, les cartes de circuits imprimés flexibles (PCB flexibles) sont devenues des éléments cruciaux permettant des appareils compacts, pliés et légers. Faisant partie intégrante de la construction et des performances de ces PCB flexibles est un matériau souvent négligé: une feuille d'aluminium.
Le rôle de la papier d'aluminium dans la construction flexible des PCB
La feuille d'aluminium dans la fabrication flexible des PCB sert généralement de conducteur électrique, de plan de mise à la terre, de bouclier ou de couche de dissipation thermique. Contrairement aux PCB rigides conventionnels qui reposent sur du feuille de cuivre principalement pour les circuits, la feuille d'aluminium introduit des avantages de rigidité, de gestion thermique et de résistance à la corrosion pour les exigences de PCB flexibles à haute performance.
1. Couche conductrice et de blindage:
Les PCB flexibles fonctionnent dans des environnements de signal à haute fréquence et sensibles. L'excellente conductivité électrique de la feuille d'aluminium (~ 3,5 × 10 ^ 7 s / m) et la capacité de blindage électromagnétique réduisent l'interférence et l'atténuation du signal. Lorsqu'il est stratifié à proximité des traces de signal ou des plans de terre, il améliore l'intégrité du signal.
2. Gestion thermique:
L'une des contraintes pivots pour les circuits flexibles serrés est la dissipation de la chaleur. L'aluminium présente une conductivité thermique supérieure (~ 205 p / m · k), dépassant de nombreux métaux utilisés dans les assemblages électroniques. L'intégration des couches d'aluminium en aluminium canalise efficacement la chaleur loin des points chauds, améliorant la longévité et la fiabilité.
3. Résistance mécanique:
Bien que la feuille d'aluminium soit mince (généralement 20 à 100 microns pour les PCB), elle confère un renforcement structurel et limite les changements dimensionnels en raison de facteurs fléchis ou environnementaux, ce qui le rend idéal pour les technologies portables et pliables.
Paramètres techniques et propriétés chimiques
Le papier d'aluminium spécifiquement adapté aux applications Flex PCB exige un équilibre minutieux entre la finesse, la ductilité et les caractéristiques électriques / thermiques. Vous trouverez ci-dessous un aperçu détaillé des spécifications techniques:
| Paramètre | Valeur / plage |
|---|---|
| Épaisseur | 10 µm - 100 µm |
| Alliage | 1100 (pureté ≥ 99,0%), 3003 (al-MN) ou alliages personnalisés |
| Caractère | O (recuit; ductilité maximale), H14-H18 (contrainte durcie) |
| Conductivité électrique | 58–61% IAC (~ 35 × 10 ^ 6 s / m) |
| Conductivité thermique | ~ 205 W / M · K |
| Densité | 2,70 g / cm³ |
| Résistance à la traction | 40–110 MPa (selon le tempérament) |
| Allongement à la pause | 10–50% (plus élevé pour le tempérament) |
| Finition de surface | Lisse, peut être traité avec passivation |
Détails d'alliage et de tempérament:
1100 alliages:Environ 99% d'aluminium pur avec une excellente résistance à la corrosion, une conductivité modérée, une douce et très ductile. Essentiel pour les virages serrés dans les PCB flexibles sans se fissurer.
3003 alliage:Résistance mécanique légèrement plus élevée via des ajouts de manganèse mais a sacrifié une certaine conductivité; ductilité équilibrée pour certaines conceptions rigides ou exigeantes thermiquement.
Tempérament o:Entièrement recuit, fournissant une ductilité maximale, minimisant les effets de durcissement du travail pendant la fabrication.
Temper H14-H18:Durcissement partiel ou complet; utilisé où la rigidité mécanique est nécessaire sans sacrifier trop la flexibilité.
Normes guidant l'utilisation de la feuille d'aluminium dans l'électronique flexible
Les fabricants intègrent des revêtements en papier d'aluminium conformes aux normes reconnues garantissant la qualité et la compatibilité de la fabrication électronique:
ASTM B479 / ISO 16738:Spécifications définissant l'épaisseur, la qualité de la surface et la contamination maximale.
IPC-TM-650 2.3.16:Méthode d'essai examinant la conductivité et l'adhésion dans des conditions de flexion pour les circuits flexibles.
ROHS Conformité:Assurer aucune substances nocives (comme le plomb ou le mercure) ne sont présents dans les composants en feuille utilisés.
Informations sur la mise en œuvre et la fabrication
Dans la conception flexible des PCB, le papier d'aluminium est stratifié sur des substrats (polyimide ou films en polyester) utilisant souvent des couches adhésives diélectriques réglées pour la flexibilité et la stabilité thermique. L'épaisseur de la feuille est optimisée pour maintenir une masse et une épaisseur supplémentaires minimales tout en équilibrant les exigences électromagnétiques et thermiques.
Pendant la fabrication, le recuit thermique peut être effectué localement pour restaurer la ductilité. De plus, les traitements de surface (passivation d'oxydation ou revêtements polymères) peuvent améliorer la soudabilité et la résistance à la corrosion sans limiter la conductivité.
Exemple de cas d'utilisation: Dans les circuits de conducteur d'affichage OLED flexibles où les températures élevées et l'épaisseur limitée de l'assemblage prévalent, les PCB flexibles soutenus par la feuille AI évitent la surchauffe et les échecs cassants.
Résumant les avantages de la papier d'aluminium dans les PCB flexibles
- Conductivité thermique supérieureque le cuivre contribue de manière significative à la durée de vie de l'appareil.
- Résistance élevée à la corrosionassure la fiabilité dans des environnements variables.
- Ductilité intrinsèquePrend en charge la flexion et la flexion étendus sans dégradation.
- Léger et faible épaisseurcorrespond bien à l'électronique ultra-mince moderne.
- Rentabilitépar rapport aux alternatives métalliques précieuses ou aux polymères conducteurs spécialisés.
Conclusion
Le rôle sous-estimé mais essentiel de la feuille d'aluminium dans les cartes de circuits imprimés flexibles ne peut pas être surestimée. Son mélange de propriétés électriques, thermiques, mécaniques et chimiques en fait une formidable solution de matériau adaptable par des pratiques d'alliage en alliage contrôlé, de température et de fabrication. En adhérant aux normes rigoureuses de l'industrie et aux spécifications de couture, la feuille d'aluminium permet de l'expansion des circuits flexibles à travers les domaines de l'électronique, de l'automobile, des soins de santé et de l'aérospatiale.
Composition chimique Tableau typique (pour 1100% en alliage en poids):
| Élément | Contenu typique |
|---|---|
| Aluminium | 99,0 min |
| Cuivre | 0,05 max |
| Fer | 0,95 max |
| Manganèse | 0,05 max |
| Silicium | 0,95 max |
| Zinc | 0,10 max |
| Titane | 0,03 max |
| Autres | 0,05 max |
En sélectionnant un papier d'aluminium pour les PCB flexibles, ces propriétés nuancées permettent aux ingénieurs de créer des circuits qui répondent aux demandes de plus en plus strictes d'électronique flexible moderne.
Si votre projet nécessite une gestion supérieure de la chaleur, une durabilité et un blindage à haute fréquence dans les contraintes de flexibilité, les PCB à base de papier d'aluminium s'avèrent une solution robuste et évolutive qui mérite d'être sérieuse.
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