PCB à base d'aluminium à 2 couches 2025 : 3 défis techniques majeurs + solutions (Tableau de contrôle qualité complet)

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Dans le secteur de l'électronique de haute puissance, les PCB à base d'aluminium à 2 couches sont devenus des « composants essentiels » pour l'éclairage LED, les modules d'alimentation EV et les contrôleurs de puissance industriels, grâce à leurs excellentes capacités de dissipation thermique. Selon un rapport de Grand View Research, la taille du marché mondial des PCB à base d'aluminium a atteint 1,8 milliard de dollars en 2023, les PCB à base d'aluminium à 2 couches représentant 35 % et connaissant une croissance annuelle de plus de 25 %. Cependant, leur rendement de fabrication a longtemps été inférieur à celui des PCB FR4 traditionnels (rendement moyen de 75 % contre 90 % pour le FR4), avec des goulots d'étranglement au cœur résidant dans trois défis techniques : la compatibilité entre la base en aluminium et la couche diélectrique, la stabilité thermique des résines et l'adhésion des masques de soudure. Ces problèmes non seulement augmentent les coûts de production, mais risquent également de provoquer une panne d'équipement en raison d'une surchauffe et de courts-circuits. Par exemple, un constructeur automobile a déjà été confronté au rappel de milliers de véhicules après que le délaminage d'un PCB à base d'aluminium à 2 couches ait provoqué des dysfonctionnements du module d'alimentation d'un véhicule électrique.

Cet article analysera en profondeur les principaux problèmes techniques de la fabrication de PCB à base d'aluminium à 2 couches, fournira des solutions concrètes basées sur les meilleures pratiques de l'industrie et inclura un tableau de processus d'inspection de qualité pour aider les fabricants à améliorer les rendements et à réduire les risques.

Points clés à retenir
1. Contrôle de qualité de liaison : l'adoption d'un pressage à chaud sous vide (température 170-180 ℃, pression 30-40 kg/cm²) combinée à un traitement de surface au plasma peut réduire le taux de délaminage entre la base en aluminium et la couche diélectrique à moins de 0,5 %, dépassant de loin le taux de délaminage du pressage à chaud traditionnel (3,5-5,0 %).
2. Critères de sélection des résines : pour les scénarios de puissance moyenne à élevée (par exemple, LED de phares automobiles), privilégiez les résines époxy chargées de céramique (conductivité thermique 1,2-2,5 W/mK) ; pour les scénarios à haute température (par exemple, les fours industriels), sélectionnez des résines polyimide (résistance à la température 250-300 ℃) pour éviter les fissures sous cycle thermique.
3. Prévention des défauts du masque de soudure : la surface de base en aluminium doit subir un traitement de « dégraissage → décapage → anodisation ». L'adhérence doit atteindre le grade 5B (pas de pelage) lors des tests de coupe transversale, et le diamètre du trou d'épingle détecté par AOI doit être <0,1 mm, ce qui peut réduire le risque de court-circuit de 90 %.
4. Inspection de qualité du processus complet : les éléments d'inspection obligatoires comprennent la détection des défauts par ultrasons (après stratification), le test de conductivité thermique par flash laser (après durcissement de la résine) et le test de sonde volante (pour les vias finis). Le respect des normes IPC peut augmenter les rendements jusqu'à plus de 88 %.

3 défis techniques majeurs dans la fabrication de PCB à base d'aluminium à 2 couches
Le caractère unique structurel des PCB à base d'aluminium à 2 couches (substrat en aluminium + couche diélectrique + feuille de cuivre double couche) rend leur processus de fabrication bien plus complexe que celui des PCB FR4. L'« écart de compatibilité » inhérent entre les propriétés métalliques de l'aluminium et la nature non métallique des couches diélectriques et des masques de soudure signifie que même des écarts mineurs dans le processus peuvent conduire à des défauts fatals.

Défi 1 : Défaillance de la liaison entre la base en aluminium et la couche diélectrique (délaminage, bulles)
La liaison est le « premier obstacle critique » dans la fabrication de PCB à base d'aluminium à 2 couches, et la force de liaison entre la base en aluminium et la couche diélectrique détermine directement la fiabilité à long terme du PCB. Cependant, les propriétés chimiques de l’aluminium et un contrôle inapproprié des processus entraînent souvent une défaillance de la liaison.

Causes profondes : différences matérielles et écarts de processus
1. Le film d'oxyde sur la surface de l'aluminium empêche la liaison : l'aluminium forme rapidement un film d'oxyde d'Al₂O₃ d'épaisseur de 2 à 5 nm dans l'air. Ce film est inerte et ne peut pas réagir chimiquement avec la résine de la couche diélectrique, ce qui entraîne une force de liaison insuffisante. S'il n'est pas complètement retiré avant le traitement, le film d'oxyde se séparera de la couche diélectrique pendant le cycle thermique (par exemple, -40 ℃ ~ 125 ℃), provoquant un délaminage.
2. L'inadéquation CTE génère une contrainte thermique : le coefficient de dilatation thermique (CTE) de l'aluminium est de 23 ppm/℃, tandis que celui des couches diélectriques courantes (par exemple, la résine époxy) n'est que de 15 ppm/℃, soit une différence de 53 %. Lorsque le PCB subit des fluctuations de température, la base en aluminium et la couche diélectrique se dilatent et se contractent à différents degrés, générant au fil du temps une contrainte de déchirure qui provoque la fissuration de la couche de liaison.
3. Les paramètres de stratification incontrôlés introduisent des défauts : dans le pressage à chaud traditionnel, les fluctuations de température (plus de ± 5 ℃) ou une pression inégale entraînent un flux inégal de résine de couche diélectrique : une pression locale insuffisante laisse des bulles d'air, tandis qu'une température excessive provoque un durcissement excessif de la résine (la rendant cassante et réduisant la ténacité de liaison).

Impacts : de la défaillance fonctionnelle aux risques pour la sécurité
1. Effondrement des performances d'isolation : les lacunes dans la couche diélectrique après le délaminage provoquent une panne électrique (en particulier dans les scénarios à haute tension comme les onduleurs EV), entraînant des courts-circuits et un grillage de l'équipement.
2. Échec de dissipation thermique : la fonction principale de la base en aluminium est la conduction thermique. Le délaminage provoque une forte augmentation de la résistance thermique (de 0,5 ℃/W à plus de 5 ℃/W) et les composants à haute puissance (par exemple les LED de 20 W) grillent en raison d'une mauvaise dissipation thermique, réduisant leur durée de vie de 50 000 heures à 10 000 heures.
3. Pertes massives de retouche : un fabricant de LED a déjà connu un taux de délaminage de 4,8 % avec le pressage à chaud traditionnel, entraînant la mise au rebut de 5 000 PCB à base d'aluminium à 2 couches et des pertes directes dépassant 30 000 $.

Méthodes de détection des défauts
a.Détection de défauts par ultrasons : l'utilisation d'une sonde haute fréquence de 20 à 50 MHz peut détecter le délaminage ou les bulles supérieures à 0,1 mm, conformément à la norme IPC-A-600G 2.4.3.
b.Test de traction : selon la norme IPC-TM-650 2.4.9, la force de liaison doit être ≥1,5 kg/cm (force de pelage entre la feuille de cuivre et la base en aluminium) ; les valeurs inférieures à cette valeur sont considérées comme non qualifiées.
c. Test de choc thermique : aucun délaminage ou fissuration après 100 cycles de -40 ℃ ~ 125 ℃ n'est considéré comme qualifié ; sinon, le processus de liaison doit être optimisé.

Comparaison des performances de différents processus de collage

Défi 2 : Défauts du cycle thermique causés par des performances de résine insuffisantes (fissuration, bulles)
La résine agit à la fois comme « pont de conduction thermique » et « adhésif structurel » dans les PCB à base d'aluminium à 2 couches. Cependant, si sa stabilité thermique et sa fluidité ne correspondent pas au scénario d'application, des défauts fatals se produiront lors du traitement ou de l'utilisation.

Causes profondes : sélection incorrecte de la résine et processus de durcissement inapproprié
1. Inadéquation entre la conductivité thermique de la résine et le scénario : l'utilisation de résines céramiques coûteuses pour des scénarios de faible consommation augmente les coûts, tandis que l'utilisation de résines époxy ordinaires (conductivité thermique de 0,3 à 0,8 W/mK) pour des scénarios de forte puissance (par exemple, les modules de charge EV) provoque une accumulation de chaleur. La résine reste longtemps à haute température (> 150 ℃), entraînant une carbonisation et des fissures.

2. Conception de courbe de durcissement déraisonnable : le durcissement de la résine nécessite trois étapes : « chauffage → température constante → refroidissement » :
a.Une vitesse de chauffage excessivement rapide (>5 ℃/min) empêche les composants volatils de la résine de s'échapper dans le temps (formant des bulles) ;
b.Un temps de température constante insuffisant (<15 min) entraîne un durcissement incomplet (faible dureté de la résine, sujette à l'usure) ;
c.Une vitesse de refroidissement excessivement rapide (>10 ℃/min) génère une contrainte interne, provoquant des fissures dans la résine.

3. Mauvaise compatibilité entre la résine et la base en aluminium : Certaines résines (par exemple, les résines phénoliques ordinaires) ont une mauvaise adhérence à la base en aluminium et ont tendance à « se séparer de l'interface » après durcissement. Dans les environnements humides (par exemple, les LED extérieures), l'humidité s'infiltre dans l'interface, accélérant le vieillissement de la résine.

Impacts : dégradation des performances et réduction de la durée de vie
a. Défaillance de la conduction thermique : un fabricant de véhicules électriques utilisait autrefois une résine époxy ordinaire (conductivité thermique de 0,6 W/mK) pour fabriquer des circuits imprimés de puissance, ce qui faisait que la température de fonctionnement du module atteignait 140 ℃ (dépassant la limite de conception de 120 ℃) et que l'efficacité de charge chute de 95 % à 88 %.
b. Courts-circuits provoqués par la fissuration de la résine : la résine fissurée expose les circuits en feuille de cuivre. En présence d'eau condensée ou de poussières, cela provoque des courts-circuits entre circuits adjacents, entraînant des temps d'arrêt des équipements (ex : arrêt brutal des contrôleurs industriels).
d. Fluctuations de la qualité des lots : les paramètres de durcissement non contrôlés entraînent une différence de 15 % dans la dureté de la résine (testée avec un testeur de dureté Shore) au sein du même lot. Certains PCB se cassent lors de l'installation en raison d'une résine trop molle.

Comparaison des performances de différentes résines (paramètres clés)

Points clés pour l’optimisation du processus de durcissement de la résine
a. Taux de chauffage : contrôlé à 2-3 ℃/min pour empêcher les composants volatils de bouillir et de former des bulles.
b. Température/durée constante : 150 ℃/20 min pour la résine époxy ordinaire, 170 ℃/25 min pour la résine remplie de céramique et 200 ℃/30 min pour le polyimide.
c. Taux de refroidissement : ≤5℃/min. Un refroidissement par étapes (par exemple, 150 ℃ → 120 ℃ → 80 ℃, avec 10 minutes d'isolation à chaque étape) peut être utilisé pour réduire les contraintes internes.

Défi 3 : Échec d’adhérence du masque de soudure et défauts de surface (pelage, trous d’épingle)
Le masque de soudure sert de « couche protectrice » des PCB à base d'aluminium à 2 couches, responsable de l'isolation, de la résistance à la corrosion et de la prévention des dommages mécaniques. Cependant, la douceur et l’inertie chimique de la surface de base en aluminium rendent difficile l’adhésion du masque de soudure, entraînant divers défauts.

Causes profondes : défauts insuffisants du traitement de surface et du processus de revêtement
1. Nettoyage incomplet de la surface de base en aluminium : pendant le traitement, la surface de base en aluminium retient facilement l'huile (liquide de coupe, empreintes digitales) ou le tartre d'oxyde. La résine du masque de soudure ne peut pas adhérer étroitement à la base en aluminium et a tendance à se décoller après durcissement.
2. Processus de traitement de surface inapproprié : le nettoyage chimique conventionnel élimine uniquement l'huile de surface mais ne peut pas éliminer le film d'oxyde (Al₂O₃). L'adhérence entre le masque de soudure et la base en aluminium n'atteint que le grade 3B (selon la norme ISO 2409, avec décollement des bords). Les couches anodisées non scellées retiennent les pores et la résine du masque de soudure s'infiltre dans ces pores pendant le revêtement, formant des trous d'épingle.
3. Paramètres de revêtement incontrôlés : lors de la sérigraphie, une pression inégale de la raclette (par exemple, une pression de bord insuffisante) provoque une épaisseur inégale du masque de soudure (épaisseur locale <15 μm) et les zones minces sont sujettes à la rupture. Une température de séchage excessivement élevée (>120 ℃) ​​provoque un durcissement prématuré de la surface du masque de soudure, emprisonnant les solvants à l'intérieur et formant des bulles.

Impacts : réduction des risques liés à la fiabilité et à la sécurité
a. Défaillance du circuit due à la corrosion : après le pelage du masque de soudure, la base en aluminium et la feuille de cuivre sont exposées à l'air. Dans les scénarios extérieurs (par exemple, les PCB des lampadaires), l'eau de pluie et les brouillards salins provoquent de la corrosion, augmentant la résistance du circuit et réduisant la luminosité des LED de plus de 30 %.
b.Court-circuits provoqués par des trous d'épingle : les trous d'épingle de plus de 0,1 mm deviennent des « canaux conducteurs ». La poussière ou les débris métalliques pénétrant dans ces trous d'épingle provoquent des courts-circuits entre les joints de soudure adjacents. Par exemple, des courts-circuits dans les circuits imprimés des véhicules électriques déclenchent des fusibles éclatés.
c. Rejet du client en raison d'une mauvaise apparence : des masques de soudure inégaux et des bulles affectent l'apparence du PCB. Un fabricant d'électronique grand public a déjà rejeté 3 000 PCB à base d'aluminium à 2 couches en raison de ce problème, avec des coûts de retouche dépassant 22 000 $.

Comparaison des performances des processus de traitement de surface à base d'aluminium

Points clés pour l’optimisation du processus de revêtement du masque de soudure
a.Sélection d'écran : utilisez des écrans en polyester de 300 à 400 mailles pour garantir une épaisseur uniforme du masque de soudure (20 à 30 μm).
b. Paramètres de la raclette : pression 5-8 kg, angle 45-60°, vitesse 30-50 mm/s pour éviter les impressions manquantes ou les épaisseurs inégales.
c.Séchage et durcissement : séchage en deux étapes : 80 ℃/15 min (pré-séchage pour éliminer les solvants) et 150 ℃/30 min (durcissement complet) pour éviter la formation de bulles.

Fabrication de PCB à base d'aluminium à 2 couches : solutions faisant autorité et meilleures pratiques
Pour relever les trois défis ci-dessus, les principaux fabricants de l'industrie ont augmenté les rendements des PCB à base d'aluminium à 2 couches de 75 % à plus de 88 % grâce à « l'optimisation des processus + la mise à niveau des équipements + l'amélioration de l'inspection de la qualité ». Vous trouverez ci-dessous des solutions validées et exploitables.

Solution 1 : Processus de collage de précision : résolution des problèmes de délaminage et de bulles
Idée de base : éliminer les films d'oxyde + contrôler avec précision les paramètres de presse à chaud

1. Prétraitement de la surface de base en aluminium : nettoyage au plasma
Utilisez un nettoyeur plasma atmosphérique (puissance 500-800W, gaz : argon + oxygène) pour nettoyer la surface de la base en aluminium pendant 30 à 60 secondes. Le plasma décompose le film d'oxyde (Al₂O₃) et forme des groupes actifs hydroxyle (-OH), augmentant ainsi la force de liaison chimique entre la résine de la couche diélectrique et la base en aluminium de plus de 40 %. Des tests effectués par un fabricant de PCB pour véhicules électriques ont montré qu'après le traitement au plasma, la force de traction de liaison est passée de 1,2 kg/cm à 2,0 kg/cm, dépassant largement les normes IPC.

2. Équipement de stratification : presse à chaud sous vide + surveillance en temps réel Sélectionnez une presse à chaud sous vide avec un système de contrôle de température PID (degré de vide ≤ -0,095 MPa) pour obtenir :
a.Contrôle de la température : Fluctuation ±2℃ (par exemple, la température de stratification pour la résine remplie de céramique est de 175℃, avec un écart réel ≤±1℃) ;
b.Contrôle de la pression : Précision ±1 kg/cm², avec réglage de la pression zonée (pression de bord 5 % supérieure à la pression centrale) pour éviter un écoulement inégal de la couche diélectrique ;
c.Contrôle du temps : Réglez en fonction du type de résine (par exemple, temps de stratification de 30 minutes pour la résine polyimide) pour éviter un durcissement insuffisant ou excessif.

3. Inspection post-collage : détection de défauts à 100 % par ultrasons
Immédiatement après le laminage, scannez avec une sonde ultrasonique de 20 MHz pour détecter le délaminage et les bulles. Marquez les PCB avec des bulles ≥0,2 mm de diamètre ou un délaminage ≥1 mm de longueur comme non qualifiés et retravaillez-les (re-traitement plasma + stratification), avec un rendement de retouche supérieur à 90 %.

Dossier de candidature
Après avoir adopté la solution « nettoyage au plasma + pressage à chaud sous vide », un fabricant de lampadaires LED a réduit le taux de délaminage des PCB à base d'aluminium à 2 couches de 4,5 % à 0,3 %. La température de fonctionnement des modules d'éclairage public est passée de 135 ℃ à 110 ℃, la durée de vie est passée de 30 000 heures à 50 000 heures et les coûts après-vente ont diminué de 60 %.

Solution 2 : Sélection de la résine et optimisation du durcissement – Résolution des fissures et d'une conductivité thermique insuffisante
Idée de base : faire correspondre les résines aux scénarios + courbes de polymérisation numériques
1.Guide de sélection de résine (par puissance/environnement)
a. Faible consommation (<5 W) : résine époxy ordinaire (à faible coût, par exemple, résine de qualité FR-4) pour les capteurs intérieurs et les petites LED.
b. Puissance moyenne (5-20 W) : résine époxy chargée de céramique (par exemple, résine contenant 60 % d'alumine, conductivité thermique 2,0 W/mK) pour phares automobiles et plafonniers LED domestiques.
c.Haute puissance (> 20 W) : résine époxy modifiée au silicone (bonne résistance aux chocs thermiques) ou résine polyimide (résistance aux températures élevées) pour les modules de charge EV et les contrôleurs de puissance industriels.
d.Environnements à haute température (> 180 ℃) : résine polyimide (résistance à la température 300 ℃) pour les équipements militaires et aérospatiaux.

2. Contrôle numérique du processus de durcissement Utilisez un four de durcissement avec un système de contrôle PLC et des « courbes de durcissement personnalisées » prédéfinies. Par exemple, la courbe pour la résine époxy chargée de céramique est :
a.Étape de chauffage : 2℃/min, de la température ambiante à 170℃ (65min) ;
étape de température de b.Constant : 170℃ pendant 25min (pour assurer le durcissement complet de la résine) ;
c.Étape de refroidissement : 3℃/min, de 170℃ à 80℃ (30min), puis refroidissement naturel à température ambiante.
Le contrôle numérique réduit la variation de dureté de la résine au sein d'un même lot à ± 3 % (testé avec un testeur de dureté Shore D), bien mieux que les ± 10 % des fours de polymérisation traditionnels.

3. Vérification des performances de la résine : tests de résistance thermique
Après durcissement, échantillonnez au hasard et effectuez des tests de conductivité thermique par flash laser (conformément à la norme ASTM E1461) pour garantir un écart de conductivité thermique ≤ ± 10 %. Effectuez simultanément des tests de résistance thermique (conformément à la norme IPC-TM-650 2.6.2.1) : par exemple, la résistance thermique des PCB de puissance EV doit être ≤0,8℃/W ; sinon, ajustez le rapport de résine ou les paramètres de durcissement.

Dossier de candidature
Un fabricant de véhicules électriques utilisait à l'origine une résine époxy ordinaire (conductivité thermique de 0,6 W/mK) pour fabriquer les PCB des modules de charge, ce qui entraînait une température du module de 140 ℃. Après le passage à la résine époxy chargée de céramique (conductivité thermique 2,2 W/mK) et l'optimisation de la courbe de durcissement, la température du module est tombée à 115 ℃ et l'efficacité de charge est passée de 88 % à 95 %, répondant ainsi aux exigences de charge rapide.

Solution 3 : Optimisation de l'adhérence du masque de soudure – Résolution des problèmes de pelage et de sténopé
Idée de base : traitement de surface de précision + détection de défauts dans l'ensemble du processus
1.Traitement de surface de base en aluminium en trois étapesPour les scénarios de haute fiabilité (par exemple, véhicules électriques, militaires), adoptez le processus en trois étapes « nettoyage au plasma → anodisation → scellement » :
a. Nettoyage au plasma : éliminez les films d'oxyde et l'huile (30 s, argon + oxygène) ;
b.Anodisation : électrolyse dans une solution d'acide sulfurique (densité de courant 1,5 A/dm², 20 min) pour former un film d'oxyde de 10 à 15 µm d'épaisseur (structure poreuse pour améliorer l'adhérence) ;
c.Scellage : Scellement au sel de nickel (80 ℃, 15 min) pour bloquer les pores du film d'oxyde et empêcher la résine du masque de soudure de s'infiltrer et de former des trous d'épingle.
Après traitement, la rugosité de la surface de la base en aluminium atteint Ra 1,0 μm, l'adhérence du masque de soudure atteint le grade 5B (ISO 2409) et la résistance au brouillard salin est améliorée jusqu'à 500 heures sans rouille.

2. Revêtement du masque de soudure : sérigraphie + inspection 100 % AOI
a.Processus de revêtement : écran de 350 mailles, pression de raclette 6 kg, angle 50°, vitesse 40 mm/s pour garantir une épaisseur de masque de soudure de 20 à 25 μm (uniformité ± 2 μm) ;
b.Séchage et durcissement : pré-séchage à 80 ℃/15 min, durcissement complet à 150 ℃/30 min pour éviter la formation de croûtes en surface ;
c. Détection des défauts : utilisez un détecteur AOI 2D+3D (résolution 10 μm) pour une inspection à 100 % des trous d'épingle (≤0,1 mm est qualifié), du pelage (aucun pelage des bords n'est qualifié) et de l'épaisseur inégale (un écart ≤10 % est qualifié). Les produits non qualifiés sont recouverts d'un nouveau revêtement ou mis au rebut.

Dossier de candidature
Après avoir adopté la solution « traitement de surface en trois étapes + inspection 100 % AOI », un fabricant d'écrans LED extérieurs a réduit le taux de pelage du masque de soudure de 8 % à 0,5 % et le taux de sténopé de 5 % à 0,2 %. Les écrans ont fonctionné dans un environnement côtier de brouillard salin pendant 2 ans sans défaillance de corrosion.

Système d'inspection de qualité complet pour les PCB à base d'aluminium à 2 couches (avec tableau standard)
La solution ultime aux défis de fabrication réside dans un système d'inspection qualité complet du processus combinant « prévention + détection ». Vous trouverez ci-dessous un système d'inspection de qualité développé conformément aux normes IPC et ASTM, qui peut être directement mis en œuvre.

Tableau d'inspection de la qualité du processus complet (articles de base)

Sélection recommandée d’équipements clés d’inspection de la qualité
a. Niveau d'entrée (petites et moyennes entreprises) : détecteurs de défauts à ultrasons de base (par exemple, Olympus EPOCH 650), testeurs de coupe transversale manuels et testeurs de dureté Shore. Coût : environ 15 000 $, répondant aux besoins de base en matière d’inspection de la qualité.
b. Niveau moyen à élevé (grands fabricants/scénarios de haute fiabilité) : AOI 2D+3D (par exemple, Koh Young KY-8030), testeurs de conductivité thermique flash laser (par exemple, Netzsch LFA 467) et testeurs de sondes volantes entièrement automatisés (par exemple, Seica Pilot V8). Coût : environ 75 000 $ à 150 000 $, permettant une détection entièrement automatisée et améliorant l’efficacité.

FAQ : questions courantes sur la fabrication de PCB à base d'aluminium à 2 couches
1. Quelle est la principale raison pour laquelle les PCB à base d'aluminium à 2 couches sont plus difficiles à fabriquer que les PCB FR4 ordinaires ?
Le cœur réside dans la compatibilité des matériaux et la complexité des processus :
a.En termes de matériaux, la différence CTE entre l'aluminium (23 ppm/℃) et les couches diélectriques (15 ppm/℃) est importante, générant facilement une contrainte thermique ; tandis que la différence CTE entre FR4 (110 ppm/℃) et la feuille de cuivre (17 ppm/℃) peut être tamponnée par la résine, ne nécessitant aucun traitement supplémentaire.
b.En termes de processus, les PCB à base d'aluminium à 2 couches nécessitent des traitements de surface de base en aluminium supplémentaires (par exemple, nettoyage au plasma, anodisation) et un collage par presse à chaud sous vide, soit 30 % d'étapes en plus que le FR4 ; FR4 peut être directement percé et gravé avec des processus simples et sophistiqués.

2. Comment déterminer rapidement si la sélection de résine est appropriée ?
Un jugement préliminaire peut être fait à l’aide de la formule de correspondance « puissance-conductivité thermique » :

Conductivité thermique requise de la résine (W/mK) ≥ Puissance du composant (W) × Élévation de température admissible (℃) / Zone de dissipation thermique (m²)

Par exemple : Pour un composant LED de 20 W avec une élévation de température admissible de 50 ℃ et une zone de dissipation thermique de 0,001 m², la conductivité thermique requise ≥ (20×50)/0,001 = 1000 ? Non, en fait, il faut considérer la superposition de résistances thermiques (résistance thermique base aluminium + résistance thermique résine). Pour plus de simplicité : sélectionnez des résines chargées de céramique avec 1,2 à 2,5 W/mK pour une puissance moyenne (5 à 20 W) et des résines avec ≥2,0 W/mK pour une puissance élevée (>20 W) ; ce sera rarement incorrect.

3. Les masques de soudure pelés peuvent-ils être retravaillés ?
Cela dépend de la situation :
a.Si la zone de pelage est <5 % et qu'il n'y a aucun résidu de résine, une reprise peut être effectuée via "Polissage au papier de verre à 2000 mailles → nettoyage à l'alcool isopropylique → revêtement du masque de soudure → durcissement". L'adhérence après reprise doit être retestée (pour atteindre le grade 5B).
b. Si la zone de pelage est > 5 % ou s'il y a de la résine résiduelle sur la surface de base en aluminium (difficile à enlever), il est recommandé de la mettre au rebut pour éviter un nouveau pelage après une reprise.

Conclusion : la « clé révolutionnaire » et les tendances futures dans la fabrication de PCB à base d'aluminium à 2 couches

Les défis de fabrication des PCB à base d'aluminium à 2 couches proviennent essentiellement du « conflit de compatibilité entre les matériaux métalliques et non métalliques » : l'avantage de conduction thermique de l'aluminium entre en conflit avec les exigences du processus des couches diélectriques et des masques de soudure. L'essentiel pour résoudre ces problèmes ne repose pas sur une seule avancée technologique mais sur un « contrôle précis des détails du processus » : de l'élimination des films d'oxyde de 1 nm sur la surface de base en aluminium au contrôle de la température de ± 2 ℃ du durcissement de la résine, en passant par l'uniformité de l'épaisseur de 10 μm du masque de soudure : chaque étape doit être exécutée conformément aux normes.

Actuellement, l'industrie a développé des solutions matures : pressage à chaud sous vide + traitement plasma pour résoudre les problèmes de liaison, sélection de résine basée sur des scénarios + durcissement numérique pour résoudre les problèmes de stabilité thermique, et anodisation + inspection 100 % AOI pour résoudre les problèmes de masque de soudure. Ces solutions peuvent augmenter les rendements jusqu'à plus de 88 % et réduire les coûts de 20 à 30 %, répondant ainsi pleinement aux besoins des LED, des véhicules électriques et de l'électronique industrielle.

À l'avenir, avec la popularisation des équipements électroniques de haute puissance (par exemple, les plates-formes EV 800 V, les onduleurs de stockage d'énergie haute puissance), la demande de PCB à base d'aluminium à 2 couches continuera de croître et les technologies de fabrication évolueront vers « une plus grande précision et une plus grande automatisation » : l'inspection visuelle par l'IA identifiera en temps réel les bulles de liaison (précision jusqu'à 0,05 mm), l'apprentissage automatique optimisera automatiquement les courbes de durcissement (en ajustant les paramètres en fonction de lots de résine) et la technologie d'impression 3D peut être utilisée pour des couches diélectriques personnalisées (s'adaptant aux structures de base en aluminium complexes).

Pour les fabricants, la maîtrise des technologies de fabrication de base des PCB à base d'aluminium à 2 couches améliore non seulement la compétitivité des produits, mais permet également de saisir « l'avantage du premier arrivé » sur le marché de l'électronique haute puissance. Après tout, à l'ère de l'électronique qui recherche « une dissipation thermique efficace et une fiabilité élevée », l'importance des PCB à base d'aluminium à 2 couches ne fera qu'augmenter – et résoudre les défis de fabrication est la première étape pour saisir cette opportunité.