แผงวงจรพิมพ์ (MCPCB) แบบอะลูมิเนียม-เป็นตัวแทนของโครงสร้างแผงวงจรเฉพาะที่ใช้วัสดุโลหะผสมอะลูมิเนียมเป็น-สารตั้งต้นที่กระจายความร้อน เทคโนโลยีนี้ถูกนำมาใช้ครั้งแรกในทศวรรษ 1960 ภายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางทหารกำลังสูง- นวัตกรรมหลักอยู่ที่การใช้พื้นผิวโลหะที่มีค่าการนำความร้อนสูงกว่าวัสดุ FR4 แบบดั้งเดิมอย่างมาก ในการกำหนดค่าทั่วไป ชั้นวงจรจะถูกเคลือบเข้ากับฐานอลูมิเนียมผ่านชั้นไดอิเล็กตริกฉนวนนำความร้อนสูง ก่อตัวเป็นซับสเตรตคอมโพสิตที่อำนวยความสะดวกในการเชื่อมต่อโครงข่ายไฟฟ้าและการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพไปพร้อมๆ กัน เนื่องจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังมีแนวโน้มไปสู่การย่อขนาดและความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น มูลค่าของซับสเตรตที่ทำจากอะลูมิเนียม-ในขอบเขตของการจัดการระบายความร้อนจึงมีความโดดเด่นมากขึ้น
ข้อได้เปรียบพื้นฐานที่สุดของพื้นผิวที่ทำจากอะลูมิเนียม-อยู่ที่มิติของการจัดการระบายความร้อน ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนอยู่ในช่วงตั้งแต่ 1 ถึง 12 W/(m·K)-ดีขึ้นประมาณสิบเท่าเมื่อเทียบกับซับสเตรตที่ใช้อีพอกซีแบบดั้งเดิม-เรซิน- คุณลักษณะนี้มีต้นกำเนิดมาจากโครงสร้างผลึกจำเพาะของโลหะอะลูมิเนียม ซึ่งการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระภายในโครงตาข่ายคริสตัลทำให้สามารถถ่ายโอนพลังงานความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง ในการใช้งานโมดูลพลังงาน ข้อมูลการทดสอบเชิงประจักษ์แสดงให้เห็นว่าภายใต้สภาวะการทำงานที่เหมือนกัน พื้นผิวที่เป็นอะลูมิเนียม-สามารถลดอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อชิปลงได้ 30–45 องศา ดังนั้นจึงช่วยลดการเสื่อมสภาพเนื่องจากความร้อนของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
พื้นผิวอะลูมิเนียมอัลลอยด์ช่วยให้แผงวงจรมีความเสถียรทางโครงสร้างเป็นพิเศษ ความต้านทานแรงดึงของอลูมิเนียมอัลลอยด์ 6061-T6 สามารถเข้าถึง 290 MPa และดัชนีความแข็งแกร่งของแรงดัดงอนั้นสูงกว่าวัสดุ FR4 ถึง 4.7 เท่า คุณลักษณะนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีการสั่นสะเทือน: การทดสอบการเร่งอายุที่ดำเนินการบนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของยานยนต์ได้เปิดเผยว่า ภายใต้สภาวะการสั่นสะเทือนแบบสุ่มซึ่งครอบคลุมสเปกตรัมความถี่ 10–2000 Hz ความน่าจะเป็นที่ข้อต่อบัดกรีจะล้มเหลวใน PCB ที่ใช้อะลูมิเนียมจะลดลง 62% นอกจากนี้ พื้นผิวโลหะยังทำหน้าที่เป็นสองบทบาทในฐานะส่วนประกอบโครงสร้าง ช่วยให้สามารถบูรณาการการทำงานของแผงระบายความร้อนและฉากยึดในการใช้งานต่างๆ เช่น มอเตอร์ขับเคลื่อนอุตสาหกรรม
