2025 2 katmanlı Alüminyum tabanlı PCB: 3 Temel Teknoloji Zorluğu + Çözümleri (Tam Süreçli QC Tablosu)

Müşteri tarafından antropize edilmiş görüntüler

Yüksek güç elektroniği sektöründe, 2 katmanlı alüminyum tabanlı PCB'ler, mükemmel ısı dağıtma yetenekleri sayesinde LED aydınlatma, EV güç modülleri ve endüstriyel güç kontrolörleri için "temel bileşenler" haline geldi. Grand View Research raporuna göre, küresel alüminyum bazlı PCB pazarının büyüklüğü 2023'te 1,8 milyar dolara ulaştı; 2 katmanlı alüminyum bazlı PCB'ler %35'i oluşturuyor ve yıllık %25'in üzerinde büyüyor. Bununla birlikte, üretim verimleri geleneksel FR4 PCB'lerden uzun süredir daha düşük (ortalama verim %75, FR4 için %90), üç teknik zorlukta temel darboğazlar yatıyor: alüminyum taban ile dielektrik katman arasındaki uyumluluk, reçinelerin termal stabilitesi ve lehim maskelerinin yapışması. Bu sorunlar yalnızca üretim maliyetlerini artırmakla kalmıyor, aynı zamanda aşırı ısınma ve kısa devre nedeniyle ekipman arızası riskini de artırıyor; örneğin, bir otomobil üreticisi, 2 katmanlı alüminyum taban PCB katmanlarının ayrılmasının EV güç modülü arızalarına neden olmasının ardından binlerce aracı geri çağırmayla karşı karşıya kalmıştı.

Bu makale, 2 katmanlı alüminyum tabanlı PCB imalatındaki temel teknik sıkıntı noktalarını derinlemesine analiz edecek, sektördeki en iyi uygulamalara dayalı eyleme geçirilebilir çözümler sunacak ve üreticilerin verimi artırmasına ve riskleri azaltmasına yardımcı olmak için bir kalite kontrol süreci tablosu içerecektir.

Temel Çıkarımlar
1.Yapışma Kalite Kontrolü: Plazma yüzey işlemiyle birlikte vakumlu sıcak preslemenin (sıcaklık 170-180°C, basınç 30-40kg/cm²) benimsenmesi, alüminyum taban ile dielektrik katman arasındaki delaminasyon oranını %0,5'in altına düşürebilir; bu, geleneksel sıcak preslemenin delaminasyon oranını (%3,5-5,0) çok aşar.
2.Reçine Seçim Kriteri: Orta ila yüksek güç senaryoları için (örneğin, otomotiv far LED'leri), seramik dolgulu epoksi reçinelere (ısı iletkenliği 1,2-2,5 W/mK) öncelik verin; yüksek sıcaklık senaryoları için (örn. endüstriyel fırınlar), termal döngü altında çatlamayı önlemek için poliimid reçineleri (sıcaklık direnci 250-300°C) seçin.
3. Lehim Maskesi Kusurunun Önlenmesi: Alüminyum taban yüzeyi "yağ giderme → asitleme → anotlama" işlemine tabi tutulmalıdır. Yapışma, çapraz kesim testlerinde Derece 5B'ye (soyulma yok) ulaşmalı ve AOI tarafından tespit edilen iğne deliği çapı <0,1 mm olmalıdır; bu, kısa devre riskini %90 oranında azaltabilir.
4.Tam Süreç Kalite Denetimi: Zorunlu denetim öğeleri arasında ultrasonik kusur tespiti (laminasyondan sonra), lazer flaş termal iletkenlik testi (reçine kürlemesinden sonra) ve uçan prob testi (bitmiş vialar için) yer alır. IPC standartlarına uygunluk, verimi %88'in üzerine çıkarabilir.

2 Katmanlı Alüminyum Tabanlı PCB Üretiminde 3 Temel Teknik Zorluk
2 katmanlı alüminyum bazlı PCB'lerin (alüminyum alt tabaka + dielektrik katman + çift katmanlı bakır folyo) yapısal benzersizliği, üretim süreçlerini FR4 PCB'lerinkinden çok daha karmaşık hale getirir. Alüminyumun metalik özellikleri ile dielektrik katmanların ve lehim maskelerinin metalik olmayan yapısı arasındaki doğal "uyumluluk boşluğu", küçük proses sapmalarının bile ölümcül kusurlara yol açabileceği anlamına gelir.

Zorluk 1: Alüminyum Taban ile Dielektrik Katman Arasındaki Bağlanma Hatası (Delaminasyon, Kabarcıklar)
Bağlanma, 2 katmanlı alüminyum tabanlı PCB üretiminde "ilk kritik engeldir" ve alüminyum taban ile dielektrik katman arasındaki bağlanma gücü, PCB'nin uzun vadeli güvenilirliğini doğrudan belirler. Bununla birlikte, alüminyumun kimyasal özellikleri ve uygun olmayan proses kontrolü çoğu zaman bağlanmanın başarısız olmasına yol açmaktadır.

Kök Nedenler: Malzeme Farklılıkları ve Proses Sapmaları
1.Alüminyum Yüzey Üzerindeki Oksit Film Yapışmayı Engeller: Alüminyum, havada hızla 2-5 nm kalınlığında bir Al₂O₃ oksit filmi oluşturur. Bu film inerttir ve dielektrik katman reçinesiyle kimyasal olarak reaksiyona giremez, bu da yetersiz bağlanma kuvvetine neden olur. İşlemden önce tamamen çıkarılmazsa, oksit film termal döngü sırasında (örn. -40°C~125°C) dielektrik katmandan ayrılarak delaminasyona neden olur.
2.CTE Uyumsuzluğu Termal Stres Oluşturur: Alüminyumun termal genleşme katsayısı (CTE) 23ppm/°C'dir, yaygın dielektrik katmanların (örneğin epoksi reçine)ki ise yalnızca 15ppm/°C'dir; %53'lük bir fark. PCB sıcaklık dalgalanmalarına maruz kaldığında, alüminyum taban ve dielektrik katman farklı derecelerde genişler ve daralır, zamanla bağlanma katmanının çatlamasına neden olan yırtılma gerilimi oluşturur.
3. Kontrolsüz Laminasyon Parametreleri Kusurlara Neden Olur: Geleneksel sıcak preslemede, sıcaklık dalgalanmaları (±5°C'nin üzerinde) veya eşit olmayan basınç, dielektrik katman reçinesinin eşit olmayan akışına yol açar; yetersiz yerel basınç hava kabarcıkları bırakır, aşırı sıcaklık ise reçinenin aşırı sertleşmesine neden olur (kırılgan hale getirir ve bağlanma dayanıklılığını azaltır).

Etkiler: İşlevsel Arızalardan Güvenlik Risklerine
1.Yalıtım Performansının Çökmesi: Delaminasyondan sonra dielektrik katmandaki boşluklar, elektriksel bozulmaya (özellikle EV invertörleri gibi yüksek voltaj senaryolarında) neden olarak kısa devrelere ve ekipmanın yanmasına neden olur.
2.Isı Dağıtımı Arızası: Alüminyum tabanın temel işlevi ısı iletimidir. Delaminasyon, termal dirençte keskin bir artışa (0,5°C/W'den 5°C/W'nin üzerine) neden olur ve yüksek güçlü bileşenler (örn. 20W LED'ler), zayıf ısı dağıtımı nedeniyle yanarak ömrünü 50.000 saatten 10.000 saate düşürür.
3. Kütlesel Yeniden İşleme Kayıpları: Bir LED üreticisi bir zamanlar geleneksel sıcak preslemede %4,8'lik bir delaminasyon oranı yaşamıştı; bu durum 5.000 adet 2 katmanlı alüminyum tabanlı PCB'nin hurdaya çıkarılmasına ve 30.000 ABD Dolarını aşan doğrudan kayıplara yol açmıştı.

Kusur Tespit Yöntemleri
a.Ultrasonik Kusur Tespiti: 20-50MHz yüksek frekanslı bir prob kullanılması, IPC-A-600G Standardı 2.4.3'e uygun olarak katmanlara ayrılmayı veya 0,1 mm'den büyük kabarcıkları tespit edebilir.
b.Çekilme Testi: IPC-TM-650 Standardı 2.4.9'a göre yapışma mukavemeti ≥1,5kg/cm olmalıdır (bakır folyo ile alüminyum taban arasındaki soyulma kuvveti); Bunun altındaki değerler niteliksiz kabul edilir.
c.Termal Şok Testi: -40°C~125°C'de 100 döngüden sonra hiçbir delaminasyon veya çatlamanın nitelikli olmadığı kabul edilir; aksi takdirde yapıştırma işleminin optimizasyona ihtiyacı vardır.

Farklı Yapıştırma Süreçlerinin Performans Karşılaştırması

Zorluk 2: Yetersiz Reçine Performansının Neden Olduğu Termal Döngü Kusurları (Çatlama, Kabarcıklar)
Reçine, 2 katmanlı alüminyum tabanlı PCB'lerde hem "ısı iletim köprüsü" hem de "yapısal yapıştırıcı" görevi görür. Ancak termal kararlılığı ve akışkanlığı uygulama senaryosuna uymuyorsa, işleme veya kullanım sırasında ölümcül kusurlar ortaya çıkacaktır.

Kök Nedenler: Yanlış Reçine Seçimi ve Yanlış Kürleme Süreci
1. Reçine Isıl İletkenliği ile Senaryo Arasındaki Uyumsuzluk: Düşük güç senaryoları için yüksek maliyetli seramik reçinelerin kullanılması maliyetleri artırırken, yüksek güç senaryoları (örn. EV şarj modülleri) için sıradan epoksi reçinelerin (ısıl iletkenlik 0,3-0,8 W/mK) kullanılması ısı birikmesine neden olur. Reçine uzun süre yüksek sıcaklıkta (>150°C) kalır, bu da karbonizasyona ve çatlamaya neden olur.

2. Mantıksız Kürleşme Eğrisi Tasarımı: Reçine kürlemesi üç aşama gerektirir: "ısıtma → sabit sıcaklık → soğutma":
a.Aşırı hızlı ısıtma hızı (>5°C/dak), reçinedeki uçucu bileşenlerin zamanla kaçmasını (kabarcık oluşturmasını) önler;
b.Yetersiz sabit sıcaklık süresi (<15 dakika), kürlemenin tamamlanmamasına neden olur (düşük reçine sertliği, aşınmaya yatkın);
c.Aşırı hızlı soğutma hızı (>10°C/dak) iç gerilim oluşturarak reçinenin çatlamasına neden olur.

3. Reçine ve Alüminyum Baz Arasındaki Zayıf Uyumluluk: Bazı reçineler (örneğin, sıradan fenolik reçineler) alüminyum tabana zayıf bir yapışma özelliğine sahiptir ve kürlemeden sonra "arayüz ayrılması" eğilimindedir. Nemli ortamlarda (örn. dış mekan LED'leri), nem arayüze sızarak reçinenin eskimesini hızlandırır.

Etkileri: Performans Düşüşü ve Kullanım Ömrünün Kısalması
a.Isı İletimi Arızası: Bir EV üreticisi bir zamanlar güç PCB'leri yapmak için sıradan epoksi reçine (ısıl iletkenlik 0,6 W/mK) kullanmış ve modülün çalışma sıcaklığının 140°C'ye (120°C tasarım sınırını aşan) ulaşmasına ve şarj verimliliğinin %95'ten %88'e düşmesine neden olmuştur.
b.Reçine Çatlamasından Kaynaklanan Kısa Devreler: Çatlamış reçine bakır folyo devrelerini açığa çıkarır. Yoğuşmuş su veya tozun bulunması, bitişik devreler arasında kısa devrelere neden olarak ekipmanın aksamasına neden olur (örn. endüstriyel kontrolörlerin aniden kapanması).
d.Seri Kalitesinde Dalgalanmalar: Kontrolsüz kürleme parametreleri, aynı parti içinde reçine sertliğinde (Shore sertlik test cihazıyla test edilmiştir) %15'lik bir farklılığa neden olur. Bazı PCB'ler aşırı yumuşak reçine nedeniyle kurulum sırasında kırılır.

Farklı Reçinelerin Performans Karşılaştırması (Anahtar Parametreler)

Reçine Kürleme Prosesi Optimizasyonu için Önemli Noktalar
a.Isıtma Hızı: Uçucu bileşenlerin kaynamasını ve kabarcık oluşturmasını önlemek için 2-3°C/dakikada kontrol edilir.
b.Sabit Sıcaklık/Süre: Sıradan epoksi reçine için 150°C/20 dakika, seramik dolgulu reçine için 170°C/25 dakika ve poliimid için 200°C/30 dakika.
c.Soğutma Hızı: ≤5°C/dak. Kademeli soğutma (örneğin, 150°C→120°C→80°C, her aşamada 10 dakikalık izolasyonla) iç gerilimi azaltmak için kullanılabilir.

Zorluk 3: Lehim Maskesi Yapışma Arızası ve Yüzey Kusurları (Soyulması, İğne Delikleri)
Lehim maskesi, yalıtımdan, korozyon direncinden ve mekanik hasarın önlenmesinden sorumlu olan 2 katmanlı alüminyum bazlı PCB'lerin "koruyucu katmanı" olarak hizmet eder. Bununla birlikte, alüminyum taban yüzeyinin pürüzsüzlüğü ve kimyasal olarak inert olması, lehim maskesinin yapışmasını zorlaştırarak çeşitli kusurlara yol açmaktadır.

Kök Nedenler: Yetersiz Yüzey İşlemi ve Kaplama İşlemi Kusurları
1. Eksik Alüminyum Taban Yüzey Temizliği: İşleme sırasında, alüminyum taban yüzeyi yağı (kesme sıvısı, parmak izleri) veya oksit tabakasını kolayca tutar. Lehim maskesi reçinesi alüminyum tabana sıkı bir şekilde bağlanamaz ve kürlendikten sonra soyulma eğilimi gösterir.
2.Uygunsuz Yüzey İşlem Süreci: Geleneksel kimyasal temizleme yalnızca yüzey yağını giderir ancak oksit filmini (Al₂O₃) ortadan kaldıramaz. Lehim maskesi ile alüminyum taban arasındaki yapışma yalnızca Sınıf 3B'ye ulaşır (ISO 2409 Standardına göre, kenar soyulması ile). Yalıtılmamış anodize katmanlar gözenekleri tutar ve kaplama sırasında lehim maskesi reçinesi bu gözeneklerin içine sızarak küçük delikler oluşturur.
3.Kontrolsüz Kaplama Parametreleri: Serigrafi sırasında, eşit olmayan silecek basıncı (örneğin, yetersiz kenar basıncı), eşit olmayan lehim maskesi kalınlığına (yerel kalınlık <15μm) neden olur ve ince alanlar kırılmaya eğilimlidir. Aşırı yüksek kurutma sıcaklığı (>120°C), lehim maskesinin erken yüzey kürlenmesine, solventlerin içeride hapsolmasına ve kabarcıkların oluşmasına neden olur.

Etkiler: Daha Az Güvenilirlik ve Güvenlik Tehlikeleri
a.Korozyona Bağlı Devre Arızası: Lehim maskesi soyulduktan sonra alüminyum taban ve bakır folyo havaya maruz kalır. Dış mekan senaryolarında (örneğin sokak lambası PCB'leri), yağmur suyu ve tuz spreyi korozyona neden olarak devre direncini artırır ve LED parlaklığını %30'un üzerinde azaltır.
b.İğne Deliklerinden Kaynaklanan Kısa Devreler: 0,1 mm'den büyük iğne delikleri "iletken kanallar" haline gelir. Bu iğne deliklerine giren toz veya metal döküntüleri, bitişik lehim bağlantıları arasında kısa devrelere neden olur; örneğin, EV PCB'lerdeki kısa devreler sigorta patlamalarını tetikler.
c.Kötü Görünüm Nedeniyle Müşteri Reddi: Düzensiz lehim maskeleri ve kabarcıklar PCB görünümünü etkiler. Bir tüketici elektroniği üreticisi bir keresinde bu sorun nedeniyle 3.000 adet 2 katmanlı alüminyum tabanlı PCB'yi reddetmişti ve yeniden işleme maliyetleri 22.000 doları aşmıştı.

Alüminyum Tabanlı Yüzey İşlem Proseslerinin Performans Karşılaştırması

Lehim Maskesi Kaplama Prosesi Optimizasyonu için Önemli Noktalar
a.Ekran Seçimi: Düzgün lehim maskesi kalınlığı (20-30μm) sağlamak için 300-400 mesh polyester elekler kullanın.
b.Silecek Parametreleri: Eksik baskıları veya düzensiz kalınlıkları önlemek için basınç 5-8 kg, açı 45-60°, hız 30-50 mm/s.
c.Kurutma ve Kürleme: İki aşamalı kurutma — kabarcık oluşumunu önlemek için 80°C/15 dakika (çözücüleri çıkarmak için ön kurutma) ve 150°C/30 dakika (tam kürleme).

2 Katmanlı Alüminyum Tabanlı PCB Üretimi: Yetkili Çözümler ve En İyi Uygulamalar
Yukarıdaki üç zorluğun üstesinden gelmek için önde gelen endüstri üreticileri, "süreç optimizasyonu + ekipman yükseltme + kalite kontrol geliştirme" yoluyla 2 katmanlı alüminyum bazlı PCB verimini %75'ten %88'in üzerine çıkardı. Aşağıda doğrulanmış, uygulanabilir çözümler bulunmaktadır.

Çözüm 1: Hassas Bağlama Süreci - Katmanlara Ayrılma ve Kabarcık Sorunlarını Çözme
Temel Fikir: Oksit Filmleri Ortadan Kaldırın + Sıcak Pres Parametrelerini Hassas Şekilde Kontrol Edin

1.Alüminyum Taban Yüzey Ön İşlemi: Plazma Temizleme
Alüminyum taban yüzeyini 30-60 saniye boyunca temizlemek için atmosferik bir plazma temizleyici (güç 500-800W, gaz: argon + oksijen) kullanın. Plazma oksit filmi (Al₂O₃) parçalar ve hidroksil (-OH) aktif grupları oluşturarak dielektrik katman reçinesi ile alüminyum baz arasındaki kimyasal bağlanma kuvvetini %40'ın üzerinde artırır. Bir EV PCB üreticisi tarafından yapılan testler, plazma işleminden sonra bağlanma gerilme kuvvetinin IPC standartlarını çok aşarak 1,2 kg/cm'den 2,0 kg/cm'ye yükseldiğini gösterdi.

2.Laminasyon Ekipmanı: Vakumlu Sıcak Pres + Gerçek Zamanlı İzleme Aşağıdakileri elde etmek için PID sıcaklık kontrol sistemine (vakum derecesi ≤-0,095MPa) sahip bir vakumlu sıcak pres seçin:
a.Sıcaklık kontrolü: Dalgalanma ±2°C (örneğin, seramik dolgulu reçine için laminasyon sıcaklığı 175°C'dir, gerçek sapma ≤±1°C'dir);
b.Basınç kontrolü: Hassasiyet ±1kg/cm², düzensiz dielektrik katman akışını önlemek için bölgesel basınç ayarıyla (kenar basıncı merkez basıncından %5 daha yüksek);
c.Zaman kontrolü: Yetersiz sertleşmeyi veya aşırı sertleşmeyi önlemek için reçine türüne göre ayarlayın (örneğin, poliimid reçine için 30 dakikalık laminasyon süresi).

3.Bağlama Sonrası Muayene: %100 Ultrasonik Kusur Tespiti
Laminasyondan hemen sonra, delaminasyonu ve kabarcıkları tespit etmek için 20MHz ultrasonik probla tarayın. Çapı ≥0,2 mm kabarcıklı veya ≥1 mm uzunluğunda katmanlara ayrılan PCB'leri niteliksiz olarak işaretleyin ve bunları %90'ın üzerinde yeniden işleme verimiyle yeniden işleyin (yeniden plazma işlemi + laminasyon).

Uygulama Örneği
Bir LED sokak lambası üreticisi, "plazma temizleme + vakumlu sıcak presleme" çözümünü benimsedikten sonra, 2 katmanlı alüminyum bazlı PCB'lerin delaminasyon oranını %4,5'ten %0,3'e düşürdü. Sokak aydınlatma modüllerinin çalışma sıcaklığı 135°C'den 110°C'ye düştü, ömrü 30.000 saatten 50.000 saate çıktı ve satış sonrası maliyetler %60 azaldı.

Çözüm 2: Reçine Seçimi ve Kürleme Optimizasyonu - Çatlama ve Yetersiz Isı İletkenliğinin Çözümü
Temel Fikir: Reçineleri Senaryolarla Eşleştirme + Dijital Kürleme Eğrileri
1.Reçine Seçim Kılavuzu (Güç/Ortama Göre)
a.Düşük Güç (<5W): İç mekan sensörleri ve küçük LED'ler için sıradan epoksi reçine (düşük maliyetli, örneğin FR-4 sınıfı reçine).
b.Orta Güç (5-20W): Otomotiv farları ve ev tipi LED tavan lambaları için seramik dolgulu epoksi reçine (örn. %60 alümina içeren reçine, ısıl iletkenlik 2,0 W/mK).
c.Yüksek Güç (>20W): EV şarj modülleri ve endüstriyel güç kontrol cihazları için silikonla modifiye edilmiş epoksi reçine (iyi termal şok direnci) veya poliimid reçine (yüksek sıcaklık direnci).
d.Yüksek Sıcaklık Ortamları (>180°C): Askeri ve havacılık ekipmanları için poliimid reçine (sıcaklık direnci 300°C).

2. Kürleme İşleminin Dijital Kontrolü PLC kontrol sistemine sahip bir kürleme fırını kullanın ve önceden ayarlanmış "kişiselleştirilmiş kürleme eğrileri" kullanın. Örneğin seramik dolgulu epoksi reçinenin eğrisi şöyledir:
a.Isıtma aşaması: 2°C/dak, oda sıcaklığından 170°C'ye (65 dakika);
b.Sabit sıcaklık aşaması: 25 dakika boyunca 170°C (reçinenin tam kürlenmesini sağlamak için);
c.Soğutma aşaması: 3°C/dak, 170°C'den 80°C'ye (30 dakika), ardından oda sıcaklığına kadar doğal soğutma.
Dijital kontrol, aynı parti içindeki reçinenin sertlik değişimini ±%3'e (Shore D sertlik test cihazı ile test edilmiştir) azaltır; bu, geleneksel kürleme fırınlarının ±%10'undan çok daha iyidir.

3. Reçine Performansı Doğrulaması: Termal Direnç Testi
Sertleştirmeden sonra, termal iletkenlik sapmasının ≤±%10 olmasını sağlamak için lazer flaşlı termal iletkenlik testini (ASTM E1461 Standardına göre) rastgele örnekleyin ve gerçekleştirin. Eş zamanlı olarak termal direnç testi gerçekleştirin (IPC-TM-650 Standardı 2.6.2.1'e göre) - örneğin, EV güç PCB'lerinin termal direnci ≤0,8°C/W olmalıdır; aksi takdirde reçine oranını veya kürleme parametrelerini ayarlayın.

Uygulama Örneği
Bir EV üreticisi başlangıçta şarj modülü PCB'leri yapmak için sıradan epoksi reçine (ısıl iletkenlik 0,6 W/mK) kullandı ve bu da modül sıcaklığının 140°C olmasını sağladı. Seramik dolgulu epoksi reçineye (ısıl iletkenlik 2,2 W/mK) geçiş yapıldıktan ve kürleme eğrisi optimize edildikten sonra modül sıcaklığı 115°C'ye düştü ve şarj verimliliği %88'den %95'e çıkarılarak hızlı şarj gereksinimleri karşılandı.

Çözüm 3: Lehim Maskesi Yapışma Optimizasyonu—Soyulma ve İğne Deliği Sorunlarını Çözme
Temel Fikir: Hassas Yüzey İşlemi + Tam Süreç Kusur Tespiti
1.Üç Adımlı Alüminyum Taban Yüzey İşlemi Yüksek güvenilirlik senaryoları için (örn. EV'ler, askeri), "plazma temizleme → anotlama → sızdırmazlık" üç adımlı süreci benimseyin:
a.Plazma Temizleme: Oksit filmleri ve yağı çıkarın (30s, argon + oksijen);
b.Anodizasyon: 10-15μm kalınlığında bir oksit film (yapışmayı arttırmak için gözenekli yapı) oluşturmak üzere bir sülfürik asit çözeltisinde (akım yoğunluğu 1,5A/dm², 20 dakika) elektrolize edin;
c.Sızdırmazlık: Oksit filmdeki gözenekleri tıkamak ve lehim maskesi reçinesinin içeri sızmasını ve iğne delikleri oluşturmasını önlemek için nikel tuzu sızdırmazlığı (80°C, 15 dakika).
İşlemden sonra alüminyum taban yüzey pürüzlülüğü Ra 1,0μm'ye ulaşır, lehim maskesi yapışması Grade 5B'ye (ISO 2409) ulaşır ve tuz püskürtme direnci paslanma olmadan 500 saate kadar iyileştirilir.

2.Lehim Maskesi Kaplama: Serigrafi + %100 AOI Denetimi
a.Kaplama Süreci: 350 gözenekli elek, silecek basıncı 6 kg, açı 50°, hız 40 mm/s, lehim maskesi kalınlığının 20-25μm (tekdüzelik ±2μm) olmasını sağlar;
b.Kurutma ve Kürleme: Yüzey kabuklanmasını önlemek için 80°C/15 dakika ön kurutma, 150°C/30 dakika tam kürleme;
c.Kusur Tespiti: İğne deliklerinin (≤0,1mm niteliklidir), soyulmanın (kenar soyulmaması niteliklidir) ve eşit olmayan kalınlığın (≤%10 sapma niteliklidir) %100 denetimi için bir 2D+3D AOI dedektörü (çözünürlük 10μm) kullanın. Niteliksiz ürünler yeniden kaplanır veya hurdaya çıkarılır.

Uygulama Örneği
Bir dış mekan LED ekran üreticisi, "üç aşamalı yüzey işlemi + %100 AOI denetimi" çözümünü benimsedikten sonra lehim maskesi soyulma oranını %8'den %0,5'e ve iğne deliği oranını %5'ten %0,2'ye düşürdü. Ekranlar kıyıdaki tuz püskürtme ortamında 2 yıl boyunca korozyon arızası olmadan çalıştırıldı.

2 Katmanlı Alüminyum Tabanlı PCB'ler için Tam Proses Kalite Kontrol Sistemi (Standart Tablalı)
Üretim zorluklarına nihai çözüm, "önleme + tespit"i birleştiren tam süreçli bir kalite kontrol sisteminde yatmaktadır. Aşağıda IPC ve ASTM standartlarına uygun olarak geliştirilmiş, doğrudan uygulanabilen bir kalite kontrol sistemi bulunmaktadır.

Tam Proses Kalite Kontrol Tablosu (Temel Öğeler)

Önerilen Temel Kalite Kontrol Ekipmanı Seçimi
a.Giriş Seviyesi (Küçük ve Orta Ölçekli Üreticiler): Temel ultrasonik kusur dedektörleri (örneğin, Olympus EPOCH 650), manuel çapraz kesim test cihazları ve Shore sertlik test cihazları. Maliyet: Yaklaşık 15.000 $, temel kalite kontrol ihtiyaçlarını karşılar.
b.Orta-Yüksek Düzey (Büyük Üreticiler/Yüksek Güvenilirlik Senaryoları): 2D+3D AOI (örneğin, Koh Young KY-8030), lazer flaşlı termal iletkenlik test cihazları (örneğin, Netzsch LFA 467) ve tam otomatik uçan prob test cihazları (örneğin, Seica Pilot V8). Maliyet: Yaklaşık 75.000-150.000 ABD Doları, tam otomatik tespite olanak tanır ve verimliliği artırır.

SSS: 2 Katmanlı Alüminyum Tabanlı PCB İmalatı Hakkında Sık Sorulan Sorular
1. 2 katmanlı alüminyum tabanlı PCB'lerin üretiminin sıradan FR4 PCB'lere göre daha zor olmasının temel nedeni nedir?
İşin özü malzeme uyumluluğu ve süreç karmaşıklığında yatmaktadır:
a.Malzemeler açısından, alüminyum (23ppm/°C) ve dielektrik katmanlar (15ppm/°C) arasındaki CTE farkı büyüktür ve kolayca termal stres oluşturur; FR4 (110 ppm/°C) ile bakır folyo (17 ppm/°C) arasındaki CTE farkı, hiçbir ek işlem gerektirmeden reçine ile tamponlanabilir.
b.İşlemler açısından, 2 katmanlı alüminyum bazlı PCB'ler ek alüminyum taban yüzey işlemleri (örneğin, plazma temizleme, anotlama) ve vakumlu sıcak presle birleştirme gerektirir; FR4'ten %30 daha fazla adım; FR4, olgun ve basit işlemlerle doğrudan delinebilir ve kazınabilir.

2. Reçine seçiminin uygun olup olmadığı hızlı bir şekilde nasıl belirlenir?
"Güç-termal iletkenlik" eşleştirme formülü kullanılarak bir ön karara varılabilir:

Gerekli reçine termal iletkenliği (W/mK) ≥ Bileşen gücü (W) × İzin verilen sıcaklık artışı (°C) / Isı dağıtım alanı (m²)

Örneğin: İzin verilen 50°C'lik sıcaklık artışına ve 0,001 m² ısı dağıtım alanına sahip 20W'lık bir LED bileşeni için gerekli termal iletkenlik ≥ (20×50)/0,001 = 1000? Hayır—aslında termal direnç süperpozisyonu (alüminyum bazlı termal direnç + reçine termal direnci) dikkate alınmalıdır. Basit olması açısından: orta güç (5-20W) için 1,2-2,5 W/mK'lik seramik dolgulu reçineleri ve yüksek güç (>20W) için ≥2,0 W/mK'lik reçineleri seçin; bu nadiren yanlış olacaktır.

3. Soyulmuş lehim maskeleri yeniden işlenebilir mi?
Duruma bağlıdır:
a.Soyulma alanı <%5 ise ve reçine kalıntısı yoksa, "2000 mesh zımpara kağıdıyla parlatma → izopropil alkolle temizleme → lehim maskesini yeniden kaplama → kürleme" yoluyla yeniden çalışma yapılabilir. Yeniden işleme sonrasında yapışmanın yeniden test edilmesi gerekir (Sınıf 5B'ye ulaşmak için).
b.Soyulma alanı >%5 ise veya alüminyum taban yüzeyinde reçine kalıntısı varsa (çıkarılması zor), yeniden işleme sonrasında yeniden soyulmayı önlemek için hurdaya çıkarma önerilir.

Sonuç: 2 Katmanlı Alüminyum Tabanlı PCB İmalatında "Çığır Açan Anahtar" ve Gelecekteki Trendler

2 katmanlı alüminyum bazlı PCB'lerin üretim zorlukları esasen "metalik ve metalik olmayan malzemeler arasındaki uyumluluk çatışmasından" kaynaklanmaktadır; alüminyumun ısı iletim avantajı, dielektrik katmanların ve lehim maskelerinin işlem gereksinimleriyle çelişmektedir. Bu sorunları çözmenin özü, tek bir teknolojik buluşa değil, "işlem ayrıntılarının hassas kontrolüne" dayanır: alüminyum taban yüzeyindeki 1nm oksit filmlerin çıkarılmasından reçine kürlemesinin ±2°C sıcaklık kontrolüne ve lehim maskesinin 10μm kalınlık homojenliğine kadar her adım standartlara uygun olarak gerçekleştirilmelidir.

Şu anda endüstri olgun çözümler geliştirmiştir: bağlanma sorunlarını çözmek için vakumlu sıcak presleme + plazma işlemi, senaryoya dayalı reçine seçimi + termal kararlılık sorunlarını çözmek için dijital kürleme ve lehim maskesi sorunlarını çözmek için anodizasyon + %100 AOI denetimi. Bu çözümler, LED'lerin, EV'lerin ve endüstriyel elektroniklerin ihtiyaçlarını tam olarak karşılayarak verimi %88'in üzerine çıkarabilir ve maliyetleri %20-30 oranında azaltabilir.

Gelecekte, yüksek güçlü elektronik ekipmanların (örneğin, 800V EV platformları, yüksek güçlü enerji depolama invertörleri) yaygınlaşmasıyla birlikte, 2 katmanlı alüminyum tabanlı PCB'lere olan talep artmaya devam edecek ve üretim teknolojileri "daha yüksek hassasiyet ve daha fazla otomasyona" doğru ilerleyecek: Yapay zeka görsel denetimi, bağlanma kabarcıklarını gerçek zamanlı olarak tanımlayacak (0,05 mm'ye kadar doğruluk), makine öğrenimi, kürleme eğrilerini otomatik olarak optimize edecek (reçineye dayalı parametrelerin ayarlanması) özelleştirilmiş dielektrik katmanlar için (karmaşık alüminyum taban yapılarına uyum sağlayan) 3D baskı teknolojisi kullanılabilir.

Üreticiler için, 2 katmanlı alüminyum tabanlı PCB'lerin temel üretim teknolojilerinde ustalaşmak, yalnızca ürün rekabet gücünü artırmakla kalmaz, aynı zamanda yüksek güçlü elektronik pazarında "ilk hamle avantajını" da yakalar. Sonuçta, "etkili ısı dağıtımı ve yüksek güvenilirlik" peşinde koşan elektronik çağda, 2 katmanlı alüminyum tabanlı PCB'lerin önemi daha da artacaktır ve üretim zorluklarını çözmek, bu fırsatı değerlendirmenin ilk adımıdır.