طراحی PCB آلومینیومی: راهنمای مدیریت حرارتی

راهنمای طراحی PCB آلومینیومی: بهینه‌سازی دفع حرارت برای الکترونیک قدرت.

الکترونیک قدرت گرمای قابل‌توجهی تولید می‌کند—و وقتی این گرما به‌درستی مدیریت نشود، عملکرد کاهش می‌یابد، قطعات پیش از موعد از کار می‌افتند و کل سیستم‌ها ممکن است از کار بیفتند. بردهای مدار چاپی آلومینیومی این چالش را با ادغام یک هسته فلزی مستقیماً در ساختار برد مدار، ایجاد یک شاهراه حرارتی که گرما را بسیار کارآمدتر از روش‌های سنتی از قطعات حساس دور می‌کند، حل کنید. بردهای FR-4.

برخلاف بردهای مدار چاپی (PCB) متعارف که به زیرلایه‌های فایبرگلاس با رسانایی حرارتی ضعیف (حدود ۰.۳ وات بر متر کلوین) متکی هستند،, بردهای PCB آلومینیومی دارای پایه فلزی هستند. که گرما را ۵ تا ۱۰ برابر مؤثرتر منتقل می‌کند. این تفاوت بنیادین، رویکرد طراحان به مدیریت حرارتی در روشنایی LED، کنترل‌کننده‌های موتور، مبدل‌های توان و الکترونیک خودرو را دگرگون می‌کند—کاربردهایی که در آن‌ها دفع حرارت مستقیماً بر قابلیت اطمینان و طول عمر تأثیر می‌گذارد.

مزیت حرارتی فراتر از صرفاً ماده زیرلایه است. عناصر طراحی مانند عرض ردیابی, ضخامت مس، و انتخاب لایه دی‌الکتریک همگی با پایه آلومینیومی برای بهینه‌سازی جریان گرما کار می‌کنند. تحقیقات نشان می‌دهد که طراحی حرارتی مناسب می‌تواند دمای عملیاتی را کاهش دهد. در مقایسه با بردهای استاندارد، دمای کار تا ۳۰–۵۰ درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد؛ تفاوتی که به‌طور چشمگیری عمر قطعات را در کاربردهای پرقدرت افزایش می‌دهد. درک نحوه مدیریت تنش حرارتی در PCBهای آلومینیومی، پایه‌ای برای تصمیم‌گیری‌های مؤثر در طراحی فراهم می‌کند که عملکرد، هزینه و قابلیت ساخت را متعادل می‌سازد.

اجزای بردهای مدار چاپی آلومینیومی: ساختار و مزایای مواد

درک معماری لایه‌لایه PCBهای آلومینیومی نشان می‌دهد که چرا آن‌ها در مدیریت حرارتی برتری دارند. برخلاف بردهای استاندارد FR-4،, بردهای مدار چاپی آلومینیومی دارای هسته فلزی هستند. که اساساً نحوه جریان گرما را در مجموعه تغییر می‌دهد.

ساختار معمول از سه لایه اصلی تشکیل شده است: یک لایه مدار مسی که قطعات روی آن نصب می‌شوند، یک دی‌الکتریک رسانا از نظر حرارتی که عایق الکتریکی را فراهم می‌کند و در عین حال انتقال حرارت را ممکن می‌سازد، و یک صفحه پایه آلومینیومی که به‌عنوان پخش‌کننده اصلی حرارت عمل می‌کند. ضخامت زیرلایه آلومینیومی معمولاً بین ۱ تا ۳ میلی‌متر است., ، فراهم‌آوری استحکام مکانیکی در کنار عملکرد حرارتی.

لایهٔ دی‌الکتریک جایی است که طراحی PCB آلومینیومی موضوع جالب می‌شود. این مادهٔ تخصصی باید هم‌زمان عایق الکتریکی باشد—تا از اتصال کوتاه به هستهٔ فلزی جلوگیری کند—و در عین حال گرما را به‌طور مؤثر منتقل کند. مواد دی‌الکتریک مدرن ضریب هدایت حرارتی بین ۱ تا ۸ وات بر متر-کلوین را محقق می‌کنند که به‌طور چشمگیری از ضریب ۰٫۳ وات بر متر-کلوین استاندارد FR-4 فراتر است.

ویاهای حرارتی این ساختار را با ایجاد مسیرهای حرارتی عمودی در لایه‌های مسی و دی‌الکتریک و هدایت حرارت متمرکز مستقیماً به پایه آلومینیومی، بیش از پیش تقویت کنید. این رویکرد لایه‌ای همان چیزی را ایجاد می‌کند که مهندسان آن را “بزرگراه حرارتی” می‌نامند؛ مسیری با مقاومت کم که حرارت را پیش از آنکه دما به محدوده خطرناک برسد، از قطعات حیاتی دور می‌کند.

اصول کلیدی طراحی برای بهینه‌سازی دفع حرارت

مؤثر انتقال گرما در PCBهای آلومینیومی نیاز به تصمیمات استراتژیک طراحی است که مسیرهای انتقال حرارتی را به حداکثر برسانند. مهم‌ترین اصل، به حداقل رساندن مقاومت حرارتی بین قطعات تولیدکننده حرارت و لایه پایه آلومینیومی است—این بدان معناست که ردهای مسی باید ضخیم باشند (۲–۳ اونس مس رایج است) و قطعات پرقدرت مستقیماً روی نواحی با حداکثر تماس حرارتی قرار گیرند.

موقعیت قرارگیری قطعات اهمیت زیادی دارد. قطعات تولیدکننده حرارت مانند MOSFETهای قدرت، رگولاتورهای ولتاژ و LEDها را با فاصله کافی از هم قرار دهید تا از تداخل حرارتی جلوگیری شود. یک روش عملی این است که در صورت امکان حداقل ۱۰ میلی‌متر بین قطعات پرقدرت فاصله بگذارید تا حرارت پیش از انتقال به زیرلایه آلومینیومی، به‌صورت جانبی در دی‌الکتریک پخش شود. قراردهی استراتژیک ویای حرارتی علاوه بر این، انتقال حرارتی عمودی را در طراحی‌های چندلایه بیش‌تر تقویت می‌کند. ضخامت لایه دی‌الکتریک به‌طور مستقیم بر عملکرد حرارتی تأثیر می‌گذارد—لایه‌های نازک‌تر (معمولاً ۳ تا ۶ میل) رسانایی بهتری فراهم می‌کنند اما عایق الکتریکی را کاهش می‌دهند. این مصالحه را با انتخاب مواد دی‌الکتریک با درجه مناسب برای ولتاژ مورد نیازتان و در عین حال حفظ هدایت حرارتی بالاتر از ۲ وات بر متر·کلسیم متعادل کنید. معمولاً مهندسان برای حاشیه‌های ایمنی، ضخامت دی‌الکتریک را بیش از حد مشخص می‌کنند و ناخواسته گلوگاه‌های حرارتی ایجاد می‌کنند.

برد مدار چاپی آلومینیومی خود را با در نظر گرفتن کل مسیر حرارتی طراحی کنید—از محل اتصال قطعه تا هوای محیط.

مقایسهٔ تکنیک‌های دفع حرارت

مدیریت حرارتی راهبردهای الکترونیک قدرت فراتر از انتخاب صرف مواد است. اگرچه بردهای مدار چاپی آلومینیومی مزایایی ذاتی دارند، طراحان باید رویکردهای مختلف دفع حرارت را ارزیابی کنند تا عملکرد بهینه حاصل شود.

خنک‌کنندگی غیرفعال از طریق زیرلایه‌های آلومینیومی معمولاً تراکم گرمایی ۲ تا ۵ وات بر سانتی‌متر مربع را بدون نیاز به اجزای اضافی به‌طور مؤثر مدیریت می‌کند. این رویکرد برای روشنایی خودرو و کاربردهای LED که محدودیت‌های فضایی راه‌حل‌های فعال را محدود می‌کند، به‌خوبی عمل می‌کند. با این حال،, الکترونیک‌های توان بالا که به ظرفیت حرارتی بیشتری نیاز دارند اغلب به تکنیک‌های تکمیلی نیاز دارند.

سیستم‌های خنک‌کننده‌ی فعال—هواکش‌ها یا خنک‌کننده‌های مایع—می‌توانند ظرفیت حرارتی را فراتر از ۱۰ وات بر سانتی‌متر مربع افزایش دهند اما پیچیدگی مکانیکی و نقاط بالقوه خرابی را به همراه دارند. یک الگوی رایج ترکیب بردهای مدار چاپی آلومینیومی با هیت‌سینک‌های پره‌دار است که مساحت سطح را در مقایسه با تخته های صاف ۳۰۰-۴۰۰ برابر افزایش می دهد.. این رویکرد ترکیبی هزینه را با الزامات عملکرد متعادل می‌کند.

متمایزکنندهٔ حیاتی همچنان مقاومت حرارتی است. بردهای استاندارد FR-4 در محدودهٔ ۲۰–۳۰ درجه سانتی‌گراد بر وات اندازه‌گیری می‌شوند، در حالی که PCBهای آلومینیومی به ۱–۲ درجه سانتی‌گراد بر وات می‌رسند—بهبودی ده‌برابری. برای مبدل‌های توان و کنترل‌کننده‌های موتور، این اختلاف تعیین می‌کند که آیا خنک‌سازی غیرفعال کافی است یا سیستم‌های فعال ضروری می‌شوند.

ملاحظات طراحی برای PCBهای آلومینیومی در الکترونیک قدرت

الکترونیک قدرت کاربردها نیازمند توجه دقیق به عایق الکتریکی در کنار عملکرد حرارتی هستند. لایه دی‌الکتریک در بردهای مدار چاپی آلومینیومی دو هدف را دنبال می‌کند: انتقال مؤثر گرما و حفظ مقاومت شکست ولتاژ بالا که معمولاً بسته به نیازمندی‌های کاربرد بین ۲۰۰۰ تا ۳۰۰۰ ولت متغیر است.

قراردهی قطعات در طراحی‌های پرقدرت به‌ویژه حیاتی می‌شود. دستگاه‌های تولیدکننده گرما مانند MOSFETها، IGBTها و رگولاتورهای ولتاژ را مستقیماً روی پایه آلومینیومی قرار دهید تا مسیرهای مقاومت حرارتی به حداقل برسند. ابزارهای تحلیل حرارتی می‌تواند تشکیل نقاط داغ را پیش از ساخت پیش‌بینی کند و به طراحان اجازه می‌دهد تا به‌صورت پیشگیرانه چیدمان‌ها را تنظیم کنند، به‌جای آنکه در حین نمونه‌سازی با مشکلات مواجه شوند. ضخامت ردۀ مسی برای زیرلایه‌های آلومینیومی نیازمند بازمحاسبه است. در حالی که بردهای مدار چاپی استاندارد معمولاً از 1–2 اونس مس استفاده می‌کنند، الکترونیک قدرت اغلب از لایه‌های 3–4 اونس مس برای تحمل چگالی جریان بالاتر بهره‌مند می‌شود. با این حال، ضخامت بیشتر مس پیچیدگی و هزینۀ تولید را افزایش می‌دهد—تیم‌های طراحی باید ظرفیت حمل جریان را با نیازهای عملکرد حرارتی متعادل کنند. هنگام مشخص کردن مشخصات ردیابی.

ملاحظات مونتاژ سطحی با استفاده از زیرلایه‌های آلومینیومی نیز تغییر می‌کند، زیرا پایه فلزی پروفایل‌های ریفلو را تغییر می‌دهد و ممکن است برای جلوگیری از تاب‌خوردگی یا جداشدن لایه‌ها در حین تولید، نیاز به تنظیم پارامترهای لحیم‌کاری باشد.

بهترین شیوه‌ها برای چیدمان برد مدار چاپی آلومینیومی

قراردهی اجزا مستقیماً بر عملکرد حرارتی در طراحی‌های PCB آلومینیومی تأثیر می‌گذارد. قطعات پرقدرت را در محلی قرار دهید که بتوانند گرما را با بیشترین کارایی به لایه پایه آلومینیومی منتقل کنند و معمولاً از لبه‌های برد که مسیرهای حرارتی در آنجا محدود می‌شوند، اجتناب کنید. یک الگوی رایج، گروه‌بندی قطعات تولیدکننده گرما در مرکز برد است که به گرما اجازه می‌دهد به‌صورت شعاعی به سمت بیرون پخش شود.

مسیر‌یابی ردیابی نیازمند توجه ویژه است بردهای مدار چاپی آلومینیومی با ظرفیت فعلی می‌تواند تحمل کند. ردهای پهن‌تر مقاومت الکتریکی را کاهش داده و تولید حرارت را پایین می‌آورند، اما همچنین کوپلینگ حرارتی با زیرلایه آلومینیومی را بهبود می‌بخشند. مدیریت حرارتی پیشرفته رویکردها توصیه می‌کنند برای جلوگیری از تداخل حرارتی و در عین حال به حداکثر رساندن پوشش مس برای پخش حرارت، فاصله‌ی حداقل ۰.۵ میلی‌متری بین مسیرهای با جریان بالا حفظ شود.

از طریق جای‌گذاری انتقال حرارت را در نقاطی که لایه‌های FR-4 به زیرلایه‌های آلومینیومی در طراحی‌های هیبریدی می‌پیوندند، افزایش می‌دهد. با این حال، از زیاده‌روی در استفاده از ویاس‌ها در نزدیکی قطعات حساس خودداری کنید؛ ویاس‌های بیش از حد می‌توانند مسیرهای حرارتی ناخواسته ایجاد کنند که گرما را در نواحی محدودی متمرکز می‌سازند. تعادل در جای‌گذاری استراتژیک نهفته است، جایی که مزایای رسانایی حرارتی بر خطرات احتمالی نقاط داغ غلبه می‌کند و ملاحظاتی را برای سناریوهای مختلف سطوح توان فراهم می‌آورد.

سناریوهای نمونه: طراحی برای سطوح توان مختلف

نیازهای سطح توان اساساً تصمیمات طراحی PCB آلومینیومی را شکل می‌دهند. یک کاربرد روشنایی LED کم‌مصرف با توان ۵–۱۰ وات معمولاً با یک زیرلایه آلومینیومی استاندارد ۱.۵ میلی‌متری و امکانات پایه به‌خوبی کار می‌کند. رسانایی گرمایی نرخ‌های انتقال گرما در حدود ۱٫۰–۲٫۰ وات بر مترکِلوین در لایه دی‌الکتریک. فاصله بین اجزا می‌تواند کمتر باشد و پایه آلومینیومی بدون نیاز به ویژگی‌های اضافی مدیریت حرارتی، پخش گرمای کافی را فراهم می‌کند.

الکترونیک قدرت میان‌رده (۵۰–۱۰۰ وات) نیازمند رویکردهای استراتژیک‌تری است. کنترل‌کننده‌های موتور و منابع تغذیه در این دسته از لایه‌های ضخیم‌تر مس (۳–۴ اونس) و دی‌الکتریک‌هایی با هدایت حرارتی بالاتر (۲٫۰–۳٫۰ وات بر متر کلوین) بهره‌مند شوید. طراحان باید قطعات با تلفات بالا را در نزدیکی لبه‌های برد قرار دهند تا گرما به‌راحتی دفع شود و برای بهبود پخش حرارت، ضخامت برد را به ۲٫۰–۲٫۵ میلی‌متر افزایش دهند.

کاربردهای پرقدرت فراتر از ۲۰۰ وات نیازمند بهینه‌سازی حرارتی تهاجمی هستند. این طراحی‌ها اغلب مواد دی‌الکتریک ممتاز با هدایت حرارتی بیش از ۳.۰ وات بر متر·کلوین، حداکثر وزن مس (۵–۶ اونس) و ویاهای حرارتی اختصاصی اتصال مستقیم پدهای قطعات به پایه آلومینیومی. ضخامت برد ممکن است تا ۳٫۰ میلی‌متر برسد و طراحی‌ها معمولاً شامل ترتیبات نصب می‌شوند که تماس مکانیکی مستقیم بین زیرلایه آلومینیومی و هیت‌سینک‌های خارجی را تضمین می‌کنند.

محدودیت‌ها و ملاحظات در طراحی PCB آلومینیومی

با وجود مزایای حرارتی‌شان، بردهای مدار چاپی آلومینیومی محدودیت‌هایی را پیش روی طراحان قرار می‌دهند که باید با احتیاط از آن‌ها عبور کنند. ساختار تک‌لایه ماهیت اکثر بردهای مدار چاپی آلومینیومی، انعطاف‌پذیری مسیریابی را در مقایسه با بردهای چندلایهٔ سنتی محدود می‌کند. این محدودیت به‌ویژه در چیدمان‌های فشردهٔ مدار که تعداد قطعات از فضای مسیریابی موجود فراتر می‌رود، چالش‌برانگیز می‌شود.

ملاحظات هزینه اغلب کاربران تازه‌کار PCB آلومینیومی را شگفت‌زده می‌کند. بر اساس بردهای PCB آلومینیومی — راهنمای عملی مهندس, هزینه‌های مواد و ساخت معمولاً ۲ تا ۳ برابر بیشتر از بردهای استاندارد FR-4 است، به‌دلیل لایه‌های دی‌الکتریک تخصصی و نیازمندی‌های فرآوری. این هزینهٔ اضافی باعث می‌شود بردهای PCB آلومینیومی از نظر اقتصادی صرفاً زمانی مقرون‌به‌صرفه باشند که عملکرد حرارتی آن‌ها سرمایه‌گذاری را توجیه کند.

کاربردهای PCB آلومینیومی با ولتاژ بالا پیچیدگی بیشتری را به همراه دارند. لایه دی‌الکتریک باید عایق الکتریکی کافی را فراهم کند و در عین حال رسانایی حرارتی را حفظ نماید؛ تعادلی که نیازمند انتخاب دقیق مواد است. ولتاژ شکست دی‌الکتریک معمولاً بین ۲ تا ۳ کیلوولت است که برای بیشتر الکترونیک قدرت کافی است اما ممکن است برای سیستم‌های ولتاژ بالاتر محدودکننده باشد.

ملاحظات مکانیکی همچنین اهمیت دارد. در حالی که آلومینیوم استحکام سازه‌ای را فراهم می‌کند، نصب‌هایی را که نیازمند انعطاف‌پذیری برد هستند پیچیده می‌سازد. پایهٔ فلزی همچنین برق را هدایت می‌کند و ایجاب می‌کند که از فاصله‌گذارهای عایق و طراحی مکانیکی دقیق استفاده شود تا از بروز اتصال کوتاه از طریق سخت‌افزار نصب جلوگیری شود. این محدودیت‌های عملی تعیین می‌کنند که آیا آلومینیوم همچنان بهترین انتخاب برای زیرلایه است یا خیر.

نکات کلیدی

طراحی PCB آلومینیومی برای الکترونیک قدرت بر محوریت توازن عملکرد حرارتی با محدودیت‌های عملی. رسانایی گرمایی زیرلایه—که معمولاً بین ۱ تا ۸ وات بر متر-کِلوین است—مستقیماً بر کارایی انتقال حرارت تأثیر می‌گذارد؛ مقادیر بالاتر آن امکان قرارگیری نزدیک‌تر قطعات و کاهش مقاومت حرارتی را فراهم می‌کند. ضخامت مس انتخاب نیز به همان اندازه حیاتی است، زیرا مس ۲ تا ۳ اونسی به طور مؤثر از پس کاربردهای جریان بالا برمی‌آید و در عین حال ثبات مکانیکی خود را در طول چرخه‌های حرارتی حفظ می‌کند.

محدودیت‌های لایه‌تکی نیازمند قرارگیری استراتژیک قطعات، به‌ویژه برای دستگاه‌های تولیدگر حرارت مانند MOSFETها و دیودهای قدرت است. این عناصر را مستقیماً روی پایه آلومینیومی قرار دهید تا جفت‌شدن حرارتی بهینه فراهم شود و فاصلهٔ کافی برای جلوگیری از تداخل حرارتی حفظ گردد. ضخامت لایهٔ دی‌الکتریک—معمولاً ۷۵ تا ۱۵۰ میکرومتر—یک مصالحهٔ حیاتی است: هرچه نازک‌تر باشد انتقال حرارت بهتر می‌شود اما عایق‌بندی الکتریکی کاهش می‌یابد.

زمانی که PCBهای آلومینیومی در الکترونیک قدرت پیچیده ناکافی هستند،, ویاس‌های حرارتی و طراحی‌های چندلایه با پخش‌کننده‌های حرارتی اختصاصی انعطاف‌پذیری بیشتری ارائه می‌دهند. با این حال، برای آرایه‌های LED با توان بالا، ماژول‌های خودرویی و منابع تغذیه‌ای زیر ۱۰۰ وات، زیرلایه‌های آلومینیومی کارایی هزینه و قابلیت اطمینان بی‌نظیری ارائه می‌کنند. موفقیت به شبیه‌سازی حرارتی اولیه، بودجه‌بندی توان واقع‌بینانه و همکاری با سازنده برای تأیید انتخاب‌های طراحی پیش از تولید بستگی دارد.

ملاحظات طراحی برای PCBهای آلومینیومی در کاربردهای قدرت

مقدمه‌ای بر الکترونیک قدرت الزامات ایمنی الکتریکی که طراحی زیرلایه آلومینیومی را پیچیده می‌کند. صفحه پایه رسانا چالش‌های منحصربه‌فردی را برای فاصله عایقی آلومینیومی PCB چیدمان‌ها، جایی که طراحان باید فاصله‌ی کافی بین ردهای ولتاژ بالا و هسته‌ی آلومینیومی زمین‌شده را حفظ کنند. بردهای PCB آلومینیومی — راهنمای عملی مهندس این امر مستلزم لایه‌های دی‌الکتریک ضخیم‌تری نسبت به معادل‌های FR-4 است—که اغلب حداقل ۴ تا ۶ میل هستند—و باعث کاهش رسانایی حرارتی می‌شود.

قرارگیری اجزا در کاربردهای توان به‌ویژه حیاتی می‌شود. موقعیت دستگاه‌های با تلفات بالا مستقیماً در بالای نواحی با مسیرهای بهینه برای دفع حرارت، و اجتناب از نواحی نزدیک به سوراخ‌های نصب که مقاومت حرارتی در آن‌ها افزایش می‌یابد. نقش بردهای مدار چاپی آلومینیومی در الکترونیک قدرت تأکید می‌کند که محاسبات عرض تراس باید هم ظرفیت حمل جریان و هم پخش حرارتی را در نظر بگیرد—ویژگی‌های مسی پهن‌تر گرما را مؤثرتر توزیع می‌کنند اما از فضای محدود لایه واحد استفاده می‌کنند.

ولتاژ شکست دی‌الکتریک رتبه‌بندی‌ها ولتاژهای عملیاتی حداکثر را تعیین می‌کنند که معمولاً برای مواد استاندارد بین ۲ تا ۴ کیلوولت متغیر است. آنچه معمولاً رخ می‌دهد این است که مهندسان برای مدارهای متصل به شبکه برق ولتاژ بالاتری را برای دی‌الکتریک‌ها مشخص می‌کنند و در ازای آن تبادلات حرارتی را برای رعایت مقررات و اطمینان از پایداری بلندمدت می‌پذیرند.

نظرات نهایی در مورد طراحی PCB آلومینیومی

موفق برد مدار چاپی با هسته فلزی اجرای آن به درک تعادل‌های بنیادی بین عملکرد حرارتی، عایق‌بندی الکتریکی و محدودیت‌های تولید بستگی دارد. مؤثرترین طراحی‌ها صرفاً رسانایی حرارتی را به حداکثر نمی‌رسانند؛ بلکه خواص زیرلایه را با الگوهای واقعی تلفات توان تطبیق می‌دهند و در عین حال هزینه‌های تولید را معقول نگه می‌دارند.

مزایای حرارتی تنها زمانی اهمیت دارند که طراحی شما محدودیت‌ها را در نظر گرفته باشد. طرح‌هایی که الزامات فاصلهٔ عایقی الکتریکی را نادیده می‌گیرند یا فرض می‌کنند ویای نامحدود دارند، معمولاً در آزمون حرارتی شکست می‌خورند. انتخاب زیرلایه باید بر اساس تحلیل حرارتی شما باشد، نه پیش از آن.

با فرضیات محافظه‌کارانه شروع کنید: بدترین حالت مصرف توان را مدل کنید، حاشیه شکست دی‌الکتریک را بررسی کنید تا از دو برابر ولتاژ عملیاتی فراتر باشد، و پیش از مشخص کردن مواد نادر، با زیرلایه‌های استاندارد ۲ وات بر متر کلوین نمونه‌سازی کنید. آزمایش‌ها نشان می‌دهند که ۷۰۱ تی‌پی۳‌تی از بهبودهای حرارتی ناشی از جای‌گذاری بهینه‌ی قطعات است، نه ارتقای زیرلایه.

قدم بعدی شما: تراکم توان واقعی خود را بر حسب وات بر سانتی‌متر مربع محاسبه کنید. اگر از ۵ وات بر سانتی‌متر مربع فراتر رود، زیرلایه‌های آلومینیومی شایستهٔ بررسی جدی هستند. در زیر این آستانه، ساختارهای FR-4 بهبودیافته اغلب بدون ایجاد پیچیدگی‌های زمین‌گیری، ارزش بیشتری ارائه می‌دهند.