تختههای مدار چاپی مبتنی بر آلومینیوم (MCPCB) یک ساختار برد مدار تخصصی را نشان میدهند که از یک ماده آلیاژ آلومینیوم به عنوان بستری برای دفع گرما استفاده میکند. این فناوری برای اولین بار در دهه 1960 در تجهیزات الکترونیکی نظامی با قدرت بالا استفاده شد. نوآوری اصلی آن در پذیرش یک بستر فلزی است که دارای رسانایی حرارتی به طور قابل توجهی بالاتر از مواد سنتی FR4 است. در یک پیکربندی معمولی، لایه مدار از طریق یک لایه دی الکتریک عایق با رسانایی حرارتی بالا به پایه آلومینیومی لمینیت می شود و یک بستر کامپوزیت را تشکیل می دهد که به طور همزمان اتصال الکتریکی و اتلاف گرمای کارآمد را تسهیل می کند. همانطور که دستگاههای الکترونیکی قدرت به سمت کوچکسازی و چگالی توان بالاتر میروند، ارزش زیرلایههای{8} مبتنی بر آلومینیوم در حوزه مدیریت حرارتی به طور فزایندهای برجسته شده است.
اساسی ترین مزیت زیرلایه های{0} بر پایه آلومینیوم در بعد مدیریت حرارتی است. ضریب هدایت حرارتی آنها بین 1 تا 12 W/(m·K)-در مقایسه با بسترهای سنتی مبتنی بر رزین اپوکسی، تقریباً ده برابر بهبود یافته است. این ویژگی ناشی از ساختار کریستالی خاص فلز آلومینیوم است، که در آن حرکت الکترونهای آزاد در داخل شبکه کریستالی، انتقال بسیار کارآمد انرژی حرارتی را ممکن میسازد. در کاربردهای ماژول قدرت، دادههای آزمایش تجربی نشان میدهند که در شرایط عملیاتی یکسان، زیرلایههای مبتنی بر آلومینیوم{9}}میتوانند دمای اتصال تراشهها را تا 30 تا 45 درجه کاهش دهند و در نتیجه به طور موثر تخریب حرارتی مواد نیمهرسانا را کاهش دهند.
بستر آلیاژ آلومینیوم به برد مدار با ثبات ساختاری استثنایی می بخشد. استحکام کششی آلیاژ آلومینیوم 6061-T6 می تواند به 290 مگاپاسکال برسد و شاخص سفتی خمشی آن 4.7 برابر بیشتر از مواد FR4 است. این ویژگی بهویژه در محیطهایی که در معرض ارتعاش هستند بسیار مهم است: آزمایشهای پیری تسریعشده انجامشده بر روی دستگاههای الکترونیکی خودرو نشان دادهاند که در شرایط ارتعاش تصادفی که طیف فرکانسی 10 تا 2000 هرتز را در بر میگیرد، احتمال شکست اتصال لحیم کاری در PCBهای مبتنی بر آلومینیوم تا 62 درصد کاهش مییابد. علاوه بر این، زیرلایه فلزی می تواند نقش دوگانه ای را به عنوان یک جزء ساختاری ایفا کند و یکپارچگی عملکردی هیت سینک ها و براکت های نصب را در کاربردهایی مانند درایوهای موتور صنعتی ممکن می سازد.






