Greathome ha estado desarrollando y fabricando placas de circuito de núcleo metálico durante más de 10 años, y se especializa en la fabricación de todo tipo de PCB base de aluminio de alto rendimiento y alta conductividad térmica, PCB base de cobre, PCB compuesto de cobre + aluminio, PCB base de aluminio espejo COB y otros PCB con núcleo de metal. A través de la investigación y el desarrollo continuos y la innovación de la tecnología de procesamiento, tenemos una experiencia de fabricación madura en tecnología de procesamiento de estructura de separación termoeléctrica basada en aluminio/cobre y PCB de base de aluminio flexible.

Por ejemplo:

PCB de base de aluminio flexible,

PCB de base de aluminio ultralargo de 1,5 metros,

PCB base de cobre/aluminio ultrafino de 0,3 mm,

PCB con base de aluminio ALC de conductividad térmica ultra alta (122 W),

PCB base cobre (con separación termoeléctrica), etc.

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Características y campos de aplicación de Metal Core PCB

Con el desarrollo de productos electrónicos livianos, delgados, pequeños, de alta densidad y multifunción, la densidad de ensamblaje y el grado de integración de los componentes en la placa de circuito impreso son cada vez más altos, y el consumo de energía es cada vez más alto. por lo tanto, los requisitos para la disipación de calor de la placa base de PCB son cada vez más urgentes. Si la disipación de calor de la placa base de PCB no es buena, provocará un sobrecalentamiento de los componentes en la placa de circuito impreso, lo que reducirá la confiabilidad de toda la máquina. En este contexto, nació la placa PCB de núcleo metálico de alta disipación de calor.

PCB de núcleo metálico según diferentes sustratos metálicos, el sustrato metálico común se puede dividir en base de aluminio, base de cobre, base de hierro y base de acero inoxidable, las características del producto no son las mismas, el campo de aplicación es diferente.

Consulte la siguiente tabla para obtener más información:

PCB de núcleo metálico significa que el material del núcleo (base) de la PCB es metal, en lugar de materiales ordinarios de epoxi/vidrio/semividrio como FR-4/FR-1/ CEM-1 / CEM-3.

Los metales más utilizados en la fabricación de PCB con núcleo metálico son el aluminio, el cobre y el hierro y el acero.

El aluminio tiene una buena capacidad de transferencia de calor y enfriamiento, pero es relativamente barato. El cobre tiene un mejor rendimiento pero es relativamente más caro. El acero se puede dividir en acero ordinario y acero inoxidable. Es más duro que el aluminio y el cobre y conduce el calor casi tan bien como ellos. Las personas elegirán sus propios materiales base/núcleo para diferentes aplicaciones. La base de aluminio es popular en el mercado de la iluminación LED debido a su ventaja económica.

1. PCB con base de aluminio

PCB base de aluminio, también conocido como PCB de aluminio, PCB de núcleo metálico, PCB MC, IMS (placa de sustrato de metal aislado).

Los materiales base de aluminio se componen de tres partes:

1). Capa de circuito (capa de cobre)

Esta es una capa de lámina de cobre de circuito impreso de 1,0 oz a 8 oz (35um-280um). Rastro mínimo/espacio: 5/5mil (0.127/0.127mm).

2). Capa dieléctrica (capa aislada)

La capa de aislamiento es la tecnología central de la PCB a base de aluminio, generalmente está hecha de un polímero especial relleno con cerámica especial, baja resistencia térmica, buen rendimiento de adhesión, resistencia al envejecimiento térmico, puede soportar estrés mecánico y térmico.

3). Capa de sustrato (capa base de metal)

Hay 4 series de aluminio, 1060, 3003, 5052, 6063 series. Sin este requisito, a menudo usamos la serie 5052 para alta conductividad térmica (2,0 W/mk o superior).

Si la materia prima IMS tiene un buen precio y tiempo de entrega del material producido en China y Taiwán, China, por ejemplo, nuestras marcas de materiales comúnmente utilizadas son BOYU, GDM, ShengYi, VENTEC, CSEM, PTTC. También hay muchos clientes que eligen marcas de alta gama Bergquist therm-clad y materiales Larid Tlam, que pueden cumplir estrictamente con los requisitos del cliente.

Tome la especificación de material de BOYU como ejemplo a continuación:

El grosor de la lámina de cobre es Hoz-5oz,

El grosor del material base de aluminio es de 0,20-5,00 mm.

Espesor estándar general del producto común: 0,80 mm, 1,0 mm, 1,20 mm, 1,60 mm, 2,00 mm, 3,0 mm,

Y lámina de cobre: Hoz (17,5 um), 1 oz (35 um), 2 oz (70 um), 3 oz (105 um), 4 oz (140 um), 5 oz (175 um).

El grosor de PCB y el grosor de la lámina de cobre se pueden producir de acuerdo con los requisitos del cliente.

Tratamiento superficial de PCB convencional: OSP, HASL-Lead Free, ENIG (Immersion Gold).

Color de máscara de soldadura convencional: blanco, blanco lechoso, negro.

Color de Serigrafía Convencional: Negro, Blanco, Gris.

2. PCB con base de cobre

Con el desarrollo de productos electrónicos de alta potencia y PCB de alta frecuencia, los requisitos de disipación de calor y volumen son cada vez más altos. El PCB base de aluminio ordinario ya no puede cumplir con los requisitos. Cada vez más productos de alta potencia utilizan PCB con base de cobre, y muchos productos tienen requisitos de procesamiento cada vez más altos para el sustrato de cobre.

Los materiales base de cobre se componen de tres partes:

La placa base de cobre se compone de una capa de circuito (capa de cobre) + una capa dieléctrica (capa aislada) + un núcleo de cobre (capa de sustrato)

Echemos un vistazo a la figura anterior, en nombre de la PCB con base de aluminio normal o la PCB con base de cobre, la disipación de calor debe pasar a través de la capa aislante y el material de conductividad térmica (parte morada en la figura), el procesamiento es más conveniente, pero después de la capa aislante y material de conductividad térmica, la conductividad térmica no es tan buena, este tipo de lámpara LED de pequeña potencia es suficiente.

Entonces, si la demanda de disipación de calor es muy grande en la lámpara LED del automóvil o en la PCB de alta frecuencia, el sustrato de aluminio y el sustrato de cobre ordinario no pueden satisfacer la demanda. Es común utilizar la separación termoeléctrica del sustrato de cobre.

¿Qué es el sustrato de cobre de separación termoeléctrica?

La parte del circuito del sustrato de cobre y la parte de la capa caliente están en una capa de circuito diferente, y la parte de la capa caliente está en contacto directo con la parte de disipación de calor de la lámpara (como se muestra en la parte derecha) para lograr la mejor disipación de calor ( cero resistencia térmica) efecto.

Ventajas de la PCB de base de cobre de separación termoeléctrica:

• El sustrato de cobre en sí tiene una fuerte conductividad térmica y buena conductividad térmica y disipación de calor.
• Con estructura de separación termoeléctrica: cuenta de lámpara de contacto de resistencia térmica cero, reduce la luz de la lámpara débil, maximiza la vida útil prolongada de la cuenta de la lámpara;
• Alta densidad, menor volumen bajo la misma potencia;
• Adecuado para hacer coincidir una sola cuenta de lámpara de alta potencia, especialmente el paquete COB, para que la lámpara logre un mejor efecto;
• De acuerdo con las diferentes necesidades de diseño de lámparas y linternas para hacer diferentes estructuras, habrá una forma de mesa convexa después del procesamiento (bloque convexo de cobre, bloque cóncavo de cobre, disipación de calor paralela, etc.).

3. PCB con base de hierro / PCB con base de acero inoxidable

PCB a base de hierro/PCB a base de acero es un sustrato de hierro/acero para materiales de PCB. Los materiales metálicos del sustrato para el sustrato son soportes FR4 o CEM1 hechos de acero especial, acero al silicio, etc., que disipan el calor de los componentes críticos de la PCB y hacia áreas menos importantes, como el núcleo metálico o el respaldo metálico del radiador.

Excepto que el material de metal del sustrato es diferente, el otro es el mismo que el PCB base de aluminio/PCB base de cobre.

La placa revestida de cobre a base de hierro y la placa revestida de cobre de acero al silicio tienen excelentes propiedades eléctricas, conductividad magnética, resistencia a la presión y alta resistencia. Se utiliza principalmente para motores de CC sin escobillas, registradores, motores de husillo y controladores inteligentes de máquinas todo en uno. Pero las propiedades magnéticas de la placa revestida de cobre de acero al silicio son mejores que las de la placa revestida de cobre a base de hierro. La placa revestida de cobre con base de cobre tiene el rendimiento básico de la placa revestida de cobre con base de aluminio, su disipación de calor es mejor que la placa revestida de cobre con base de aluminio, el sustrato puede transportar una gran corriente, se utiliza para fabricar electrónica de potencia y electrónica automotriz y otros circuitos de alta potencia PCB , pero la densidad de la placa base de cobre, alto valor, fácil oxidación, por lo que su aplicación es limitada, el consumo es mucho menor que la placa revestida de cobre con base de aluminio.

Proceso de fabricación de PCB con núcleo metálico:

(PCB con base de cobre y PCB con base de hierro/PCB con base de acero inoxidable son los mismos que los PCB con base de aluminio, lo siguiente es para su referencia).

Las principales características de la placa de circuito impreso con núcleo metálico:

1. Excelente rendimiento de disipación de calor.

El material revestido de cobre con base de metal tiene un excelente rendimiento de disipación de calor, que es la característica más destacada de este tipo de PCB. El PCB fabricado con él puede evitar que aumente la temperatura de trabajo de los componentes cargados en el PCB y el sustrato, y también puede disipar rápidamente el calor generado por los componentes del amplificador de potencia, los componentes de alta potencia y el interruptor de alimentación de circuito grande.

En diferentes tipos de sustrato de metal, el sustrato de metal con cobre como material base de disipación de calor es el mejor, pero si se usa la misma proporción de volumen de base de cobre y base de aluminio, el precio del cobre es alto, la densidad es grande y no es adecuado para el desarrollo de material de sustrato a peso ligero, por lo que no se usa mucho. La base de cobre solo se usa en pequeñas cantidades cuando se fabrican sustratos metálicos de alta disipación de calor. La base de aluminio tiene una mejor disipación de calor que la base de hierro.

2. Buen rendimiento de procesamiento mecánico

El material revestido de cobre con base de metal tiene una alta resistencia mecánica y tenacidad, que es mucho mejor que los cobres de resina rígidos y los sustratos cerámicos. Por lo tanto, las placas impresas de gran superficie se pueden fabricar con material revestido de cobre a base de metal. Se pueden instalar componentes más pesados en dichos sustratos. Además, el material revestido de cobre con base de metal también tiene buena planitud, se puede martillar en el sustrato, remachar y otros aspectos del proceso de ensamblaje. En la PCB hecha de él, la parte sin cableado también se puede doblar, torcer y otros aspectos del procesamiento mecánico.

3. Excelente estabilidad dimensional

El problema de la expansión térmica (estabilidad dimensional) existe para todo tipo de materiales revestidos de cobre, especialmente la expansión térmica en la dirección del espesor (eje Z), que afecta la calidad de los agujeros y circuitos metalizados. Y la base de hierro, el coeficiente de expansión lineal de la base de aluminio es mucho más pequeño que el sustrato de resina general, más cerca del coeficiente de expansión lineal de cobre, lo que es propicio para garantizar la calidad y confiabilidad del circuito impreso.

4. Blindaje electromagnético

Para garantizar el rendimiento del circuito electrónico, algunos componentes de los productos electrónicos deben evitar la radiación y la interferencia de las ondas electromagnéticas, el sustrato del núcleo metálico puede actuar como una placa protectora para proteger las ondas electromagnéticas.

5. Propiedades magnéticas

El material del sustrato del material revestido de cobre a base de hierro es la aleación con elementos magnéticos de hierro (como material de acero al silicio, material de acero con bajo contenido de carbono, material de acero galvanizado laminado en frío, etc.). Se utiliza en grabadoras de cinta (VTR), controladores de disquete (FDD), servomotores y otros motores pequeños de precisión. La placa de circuito impreso con base de metal actúa como placa de circuito impreso y sustrato de estator de motor pequeño.

Aplicación de PCB con base de metal

1. La placa de circuito impreso con base de hierro y la placa de circuito impreso con base de acero al silicio tienen excelentes propiedades eléctricas, conductividad magnética, resistencia a la presión y alta resistencia. Se utiliza principalmente para motores de CC sin escobillas, grabadoras, máquinas todo en uno, motores de husillo y controladores inteligentes, etc.

2. La PCB con base de aluminio tiene un excelente rendimiento eléctrico, disipación de calor, blindaje electromagnético, resistencia a alta presión y rendimiento de flexión, y se utiliza principalmente en automóviles, motocicletas, computadoras, electrodomésticos, productos electrónicos de comunicación y electrónicos de potencia. El PCB base de aluminio tiene el mayor consumo del mercado.

3. La PCB con base de cobre tiene el rendimiento básico de la PCB con base de aluminio, su disipación de calor es mejor que la PCB con base de aluminio, el sustrato central puede transportar una gran corriente, se utiliza para fabricar electrónica de potencia y electrónica automotriz y otra PCB de circuito de alta potencia, pero el Densidad de PCB base de cobre, alto valor, oxidación fácil, por lo que su aplicación es limitada, el consumo es mucho menor que el PCB base de aluminio.