Aluminium vs. PCB Standar

Dalam pembuatan PCB, setiap material penting. Papan sirkuit dengan inti aluminium (aluminium PCB) memiliki sifat yang berbeda dari papan tanpa substrat logam (PCB standar). Kedua jenis papan populer ini memberi daya pada berbagai elektronik komersial dan konsumen. Akankah aluminium atau PCB standar paling sesuai dengan proyek Anda? Jawabannya tergantung pada aplikasi yang Anda inginkan.

Apa Itu PCB Standar?

PCB standar menggunakan dielektrik dan tembaga karena logamnya yang paling menonjol terdiri dari lapisan material yang berbeda. Mereka menampilkan substrat, atau dasar, yang terbuat dari fiberglass, polimer, keramik, atau inti non-logam lainnya. Banyak dari PCB ini menggunakan FR-4 untuk substrat. Bahan fiberglass ini memiliki harga yang relatif terjangkau dan daya tahan yang sedang. Lapisan tambahan dari tembaga, topeng solder dan silkscreen membuat papan konduktif dan lokasi komponen garis besar. Lapisan-lapisan ini dapat muncul di satu sisi alas, kedua sisi, atau dalam tumpukan berlapis banyak.

Anda dapat menemukan PCB standar yang digunakan dalam jumlah aplikasi yang hampir tak terbatas. Kemampuan mereka bergantung pada bahan dan konstruksinya, sehingga mereka memberi daya pada elektronik kelas bawah dan kelas atas. PCB satu sisi muncul di perangkat yang tidak terlalu rumit seperti kalkulator, sedangkan papan multilayer berpotensi untuk mendukung peralatan luar angkasa dan superkomputer.

Keuntungan dan Kerugian dari PCB standar

PCB standar berbentuk bulat dan mudah beradaptasi. Anda memiliki beberapa opsi media yang menentukan harga dan daya tahan papan. Jika Anda memiliki anggaran rendah dan tujuan intensitas rendah, Anda dapat memilih fiberglass hemat biaya. Di sisi lain, Anda dapat berinvestasi lebih banyak dalam bahan dasar yang lebih kuat yang menangani tingkat stres yang lebih tinggi. Substrat frekuensi radio dan substrat fleksibel sesuai dengan aplikasi khusus.

Namun, papan sirkuit FR4 memerlukan komponen tambahan untuk menahan aplikasi suhu tinggi. Substrat non-logam tidak memiliki konduktivitas termal, jadi Anda harus menambahkan bahan yang memiliki konduktivitas termal. Jika perangkat Anda memiliki desain daya tinggi atau kepadatan tinggi, sirkuit menjadi rentan terhadap stres dan kerusakan. Anda harus menambahkan heat sink, vias berisi tembaga, atau udara paksa untuk mengarahkan panas menjauh dari sirkuit.

Apa Itu PCB Aluminium?

PCB aluminium memiliki tata letak yang mirip dengan PCB lainnya. Ini memiliki lapisan atau lapisan tembaga, topeng solder dan sablon berlapis di atasnya. Alih-alih memiliki substrat fiberglass atau plastik, papan sirkuit aluminium memiliki substrat logam. Basis ini terutama mengandung kombinasi aluminium. Inti logam dapat seluruhnya terdiri dari logam atau memiliki kombinasi fiberglass dan aluminium. PCB aluminium biasanya satu sisi, tetapi bisa juga dua sisi. PCB Aluminium Mulilayer sangat sulit untuk diproduksi.

Papan aluminium paling banyak digunakan dalam elektronik LED dan konversi daya. Cahaya intens yang dihasilkan oleh LED menciptakan tingkat panas yang tinggi, yang mengarahkan aluminium menjauh dari komponen. PCB aluminium memperpanjang umur perangkat LED dan memberikan stabilitas lebih. Anda dapat menemukan substrat aluminium di lampu jalan, lampu berhenti, dan penerangan rumah tangga. Mereka memungkinkan konverter daya untuk mengubah arus dan mengatur elektronik. Pembuat di banyak industri lain juga menggunakan PCB aluminium, tetapi mereka tidak sering menerapkannya.

Pro dan Kontra Menggunakan Substrat Aluminium

Papan aluminium adalah salah satu opsi PCB yang paling konduktif secara termal. Mereka menjauhkan panas sebanyak mungkin dari komponen vital untuk memastikan kerusakan sirkuit minimal. Berkat toleransi panasnya yang tinggi, mereka dapat menangani sirkuit dengan kepadatan lebih tinggi dan tingkat daya yang lebih besar. Substrat yang dibuat dari paduan aluminium memiliki tingkat ketahanan fisik yang tinggi yang menurunkan risiko kerusakan. Dibandingkan dengan logam lain, aluminium memiliki dampak lingkungan yang lebih rendah selain biaya yang wajar.

Di sisi lain, PCB aluminium cenderung memiliki lebih banyak kegunaan khusus daripada papan standar. Meskipun harganya lebih murah daripada menambahkan konduktor ke papan tembaga, mereka memiliki harga lebih tinggi daripada PCB standar tanpa komponen tersebut. Berinvestasi dalam inti aluminium mungkin tidak membuahkan hasil jika aplikasi Anda tidak melibatkan suhu tinggi. Jika Anda berencana membuat sirkuit fleksibel, PCB aluminium fleksibel hanya dapat ditekuk ke posisi awalnya. Ini akan melengkung agar sesuai dengan elektronik yang lebih kecil, tetapi tidak akan tahan terhadap tekanan getaran.

Jenis Lapisan Konduktif Mana yang Paling Cocok untuk Proyek Saya?

Anda memiliki banyak faktor untuk dipertimbangkan saat memutuskan substrat papan Anda. Secara umum, PCB inti aluminium sesuai dengan aplikasi dengan persyaratan pembuangan panas yang tinggi. Sifatnya memungkinkan daya yang lebih tinggi dan desain kepadatan yang lebih tinggi daripada PCB standar. Namun, pembuat dengan anggaran lebih rendah atau aplikasi khusus dapat mengambil manfaat lebih banyak dari papan dengan substrat non-logam. Sebagai contoh, sirkuit fleksibel dengan substrat polimer menangani getaran lebih efektif daripada sirkuit aluminium fleksibel. Untuk bantuan lebih lanjut dalam memilih substrat, hubungi pakar di MCL hari ini. Lihat juga perbedaan antara PCB keramik, papan FR-4, dan MCPCB.