Greathome développe et fabrique des circuits imprimés à noyau métallique depuis plus de 10 ans et se spécialise dans la fabrication de toutes sortes de circuits imprimés à base d'aluminium à haute performance et à haute conductivité thermique, PCB à base de cuivre, PCB composite cuivre + aluminium, PCB à base d'aluminium miroir COB et autres PCB à noyau métallique. Grâce à la recherche et au développement continus et à l'innovation de la technologie de traitement, nous avons une expérience de fabrication mature dans la technologie de traitement de structure de séparation thermoélectrique à base d'aluminium/cuivre et de PCB de base en aluminium pliable.

Par example:

PCB de base en aluminium pliable,

PCB de base en aluminium ultra-long de 1,5 mètre,

PCB de base en aluminium/cuivre ultra-mince de 0,3 mm,

PCB de base en aluminium ALC à conductivité thermique ultra-élevée (122W),

PCB à base de cuivre (avec séparation thermoélectrique), etc.

Si vous recherchez un partenaire fiable pour les produits PCB à noyau métallique en Chine, n'hésitez pas à nous contacter.

Caractéristiques et domaines d'application du PCB à noyau métallique

Avec le développement de produits électroniques légers, fins, petits, à haute densité et multifonctions, la densité d'assemblage et le degré d'intégration des composants sur la carte de circuit imprimé deviennent de plus en plus élevés, et la consommation d'énergie devient de plus en plus élevée, les exigences en matière de dissipation thermique des cartes de base PCB deviennent donc de plus en plus urgentes. Si la dissipation thermique de la carte de base PCB n'est pas bonne, cela entraînera une surchauffe des composants sur la carte de circuit imprimé, réduisant ainsi la fiabilité de l'ensemble de la machine. Dans ce contexte, la carte PCB à noyau métallique à haute dissipation thermique est née.

PCB à noyau métallique selon différents substrats métalliques, le substrat métallique commun peut être divisé en base en aluminium, base en cuivre, base en fer et base en acier inoxydable, les caractéristiques du produit ne sont pas les mêmes, le champ d'application est différent.

Voir le tableau suivant pour plus de détails :

PCB à noyau métallique signifie que le matériau de base (base) du PCB est en métal, plutôt que des matériaux époxy/verre/semi-verre ordinaires tels que FR-4/FR-1/CEM-1/CEM-3.

Les métaux les plus couramment utilisés dans la fabrication de PCB à noyau métallique sont l'aluminium, le cuivre et le fer, l'acier.

L'aluminium a une bonne capacité de transfert de chaleur et de refroidissement, mais est relativement bon marché. Le cuivre a de meilleures performances mais est relativement plus cher. L'acier peut être divisé en acier ordinaire et en acier inoxydable. Il est plus dur que l'aluminium et le cuivre et conduit la chaleur presque aussi bien qu'eux. Les gens choisiront leurs propres matériaux de base/âme pour différentes applications. La base en aluminium est populaire sur le marché de l'éclairage LED en raison de son avantage en termes de coût.

1. PCB de base en aluminium

PCB de base en aluminium, également connu sous le nom de PCB en aluminium, PCB à noyau métallique, PCB MC, IMS (panneau de substrat métallique isolé).

Les matériaux de base en aluminium sont composés de trois parties :

1). Couche de circuit (couche de cuivre)

Il s'agit d'une couche de feuille de cuivre de circuit imprimé de 1,0 oz à 8 oz (35um-280um). Trace min./espace : 5/5 mil (0,127/0,127 mm).

2). Couche diélectrique (couche isolée)

La couche d'isolation est la technologie de base du PCB à base d'aluminium, elle est généralement constituée d'un polymère spécial rempli de céramique spéciale, d'une faible résistance thermique, de bonnes performances d'adhérence, d'une résistance au vieillissement thermique, peut résister aux contraintes mécaniques et thermiques.

3). Couche de substrat (couche de base métallique)

Il existe 4 séries en aluminium, les séries 1060, 3003, 5052, 6063. Sans cette exigence, nous utilisons souvent la série 5052 pour une conductivité thermique élevée (2,0 W/mk ou plus).

Si la matière première IMS a un bon prix et un bon délai de livraison du matériau produit en Chine et à Taiwan, Chine, par exemple, nos marques de matériaux couramment utilisées sont BOYU, GDM, ShengYi, VENTEC, CSEM, PTTC. De nombreux clients choisissent également les marques haut de gamme Bergquist therm-clad et Larid Tlam, qui peuvent répondre strictement aux exigences des clients.

Prenez la spécification matérielle de BOYU comme exemple ci-dessous :

L'épaisseur de la feuille de cuivre est Hoz-5oz,

L'épaisseur du matériau de base en aluminium est de 0,20 à 5,00 mm.

Épaisseur standard du produit commun général : 0,80 mm, 1,0 mm, 1,20 mm, 1,60 mm, 2,00 mm, 3,0 mm,

Et feuille de cuivre : Hoz (17,5 um), 1 oz (35 um), 2 oz (70 um), 3 oz (105 um), 4 oz (140 um), 5 oz (175 um).

L'épaisseur du PCB et l'épaisseur de la feuille de cuivre peuvent être produites selon les exigences du client.

Traitement de surface PCB conventionnel : OSP, HASL-Lead Free, ENIG (Immersion Gold).

Couleur du masque de soudure conventionnel : blanc, blanc laiteux, noir.

Couleur de sérigraphie conventionnelle : noir, blanc, gris.

2. PCB de base en cuivre

Avec le développement de produits électroniques haute puissance et de circuits imprimés haute fréquence, les exigences en matière de dissipation thermique et de volume deviennent de plus en plus élevées. La carte PCB de base en aluminium ordinaire ne peut plus répondre aux exigences. De plus en plus de produits haute puissance utilisent des PCB à base de cuivre, et de nombreux produits ont des exigences de traitement de plus en plus élevées pour le substrat en cuivre.

Les matériaux de base en cuivre sont composés de trois parties :

Le circuit imprimé à base de cuivre est composé d'une couche de circuit (couche de cuivre) + d'une couche diélectrique (couche isolée) + d' un noyau de cuivre (couche de substrat)

Jetons un coup d'œil à la figure ci-dessus, au nom d'un PCB à base d'aluminium ordinaire ou d'un PCB à base de cuivre, la dissipation thermique doit passer par une couche isolante et un matériau de conductivité thermique (partie violette sur la figure), le traitement est plus pratique, mais après couche isolante et matériau de conductivité thermique, la conductivité thermique n'est pas si bonne, ce type de lampe à LED de petite puissance est suffisant.

Ensuite, si la demande de dissipation thermique est très importante sur la lampe LED de la voiture ou sur le circuit imprimé haute fréquence, le substrat en aluminium et le substrat en cuivre ordinaire ne peuvent pas répondre à la demande. Il est courant d'utiliser une séparation thermoélectrique du substrat de cuivre.

Qu'est-ce qu'un substrat en cuivre de séparation thermoélectrique?

La partie circuit du substrat en cuivre et la partie couche chaude sont sur une couche de circuit différente, et la partie couche chaude est en contact direct avec la partie dissipation thermique de la lampe (comme indiqué sur la partie droite) pour obtenir la meilleure dissipation thermique ( zéro résistance thermique).

Avantages de la séparation thermoélectrique PCB à base de cuivre :

• Le substrat en cuivre lui-même a une forte conductivité thermique et une bonne conductivité thermique et dissipation thermique.
• Avec structure de séparation thermoélectrique: cordon de lampe de contact à résistance thermique nulle, réduit la lumière faible de la lampe, prolonge la durée de vie du cordon de lampe;
• Haute densité, plus petit volume sous la même puissance ;
• Convient pour assortir un seul cordon de lampe haute puissance, en particulier le paquet COB, de sorte que la lampe obtienne un meilleur effet ;
• Selon les différents besoins de conception des lampes et des lanternes pour créer différentes structures, il y aura une forme de mésa convexe après le traitement (bloc convexe en cuivre, bloc concave en cuivre, dissipation thermique parallèle, etc.).

3. PCB de base en fer / PCB de base en acier inoxydable

PCB à base de fer/PCB à base d'acier est un substrat en fer/acier pour les matériaux PCB. les matériaux métalliques de substrat pour le substrat sont des supports FR4 ou CEM1 en acier spécial, en acier au silicium, etc., qui dissipent la chaleur des composants PCB critiques et dans des zones moins importantes telles que le noyau métallique ou le support de radiateur métallique.

Sauf que le matériau métallique du substrat est différent, l'autre est le même que le PCB à base d'aluminium/PCB à base de cuivre.

La plaque plaquée de cuivre à base de fer et la plaque plaquée de cuivre en acier au silicium ont d'excellentes propriétés électriques, une conductivité magnétique, une résistance à la pression et une résistance élevée. Il est principalement utilisé pour le moteur à courant continu sans balais, l'enregistreur, le moteur de broche et le pilote intelligent de la machine tout-en-un. Mais les propriétés magnétiques de la plaque cuivrée en acier au silicium sont meilleures que celles de la plaque cuivrée à base de fer. La plaque plaquée de cuivre à base de cuivre a les performances de base de la plaque plaquée de cuivre à base d'aluminium, sa dissipation thermique est meilleure que la plaque plaquée de cuivre à base d'aluminium, le substrat peut transporter un courant important, utilisé pour fabriquer l'électronique de puissance et l'électronique automobile et d'autres circuits imprimés haute puissance , mais la densité de la plaque de base en cuivre, une valeur élevée, une oxydation facile, de sorte que son application est limitée, la consommation est bien inférieure à la plaque plaquée de cuivre à base d'aluminium.

Processus de fabrication de PCB à noyau métallique :

(Le PCB de base en cuivre et le PCB de base en fer/PCB de base en acier inoxydable sont les mêmes que le PCB de base en aluminium, ce qui suit est pour votre référence.)

Les principales caractéristiques du PCB à noyau métallique :

1. Excellentes performances de dissipation thermique

Le matériau plaqué de cuivre à base de métal a d'excellentes performances de dissipation thermique, ce qui est la caractéristique la plus importante de ce type de PCB. Le PCB fabriqué avec celui-ci peut empêcher la température de fonctionnement des composants chargés dans le PCB et le substrat d'augmenter, et peut également dissiper rapidement la chaleur générée par les composants de l'amplificateur de puissance, des composants haute puissance et du commutateur d'alimentation à grand circuit.

Dans différents types de substrat métallique, le substrat métallique avec du cuivre comme matériau de base, la dissipation thermique est la meilleure, mais si le même rapport volumique de base de cuivre et de base d'aluminium est utilisé, le prix du cuivre est élevé, la densité est grande, et il ne convient pas au développement de matériaux de substrat légers, il n'est donc pas largement utilisé. Les bases en cuivre ne sont utilisées qu'en petites quantités lors de la fabrication de substrats métalliques à dissipation thermique élevée. La base en aluminium a une meilleure dissipation thermique que la base en fer.

2. Bonne performance de traitement mécanique

Les matériaux plaqués de cuivre à base de métal ont une résistance et une ténacité mécaniques élevées, bien meilleures que les cuivres en résine rigide et les substrats en céramique. Par conséquent, les cartes imprimées de grande surface peuvent être fabriquées sur un matériau recouvert de cuivre à base de métal. Des composants plus lourds peuvent être installés sur de tels substrats. De plus, le matériau plaqué de cuivre à base de métal a également une bonne planéité, peut être martelé sur le substrat, le rivetage et d'autres aspects du traitement de l'assemblage. Sur le PCB qui en est fait, la partie non câblée peut également être pliée, tordue et d'autres aspects du traitement mécanique.

3. Excellente stabilité dimensionnelle

Le problème de dilatation thermique (stabilité dimensionnelle) existe pour tous les types de matériaux plaqués de cuivre, en particulier la dilatation thermique dans le sens de l'épaisseur (axe Z), qui affecte la qualité des trous et des circuits métallisés. Et la base de fer, le coefficient de dilatation linéaire de la base en aluminium est beaucoup plus petit que le substrat de résine général, plus proche du coefficient de dilatation linéaire du cuivre, ce qui est propice à assurer la qualité et la fiabilité du circuit imprimé.

4. Blindage électromagnétique

Afin d'assurer les performances du circuit électronique, certains composants des produits électroniques doivent empêcher le rayonnement et les interférences des ondes électromagnétiques, le substrat à noyau métallique peut agir comme une plaque de blindage pour protéger les ondes électromagnétiques.

5. Propriétés magnétiques

Le matériau de substrat du matériau plaqué de cuivre à base de fer est l'alliage avec des éléments magnétiques en fer (tels que l'acier au silicium, l'acier à faible teneur en carbone, l'acier laminé à froid galvanisé, etc.). Il est utilisé dans les magnétophones (VTR), les lecteurs de disquettes (FDD), les servomoteurs et autres petits moteurs de précision. Le circuit imprimé à base métallique agit à la fois comme circuit imprimé et comme substrat de stator pour petit moteur.

Application du PCB à base de métal

1. Le circuit imprimé à base de fer et le circuit imprimé à base d'acier au silicium ont d'excellentes propriétés électriques, une conductivité magnétique et une résistance à la pression, ainsi qu'une résistance élevée. Il est principalement utilisé pour le moteur à courant continu sans balais, l'enregistreur, la machine tout-en-un, le moteur de broche et le pilote intelligent, etc.

2. La carte PCB de base en aluminium a d'excellentes performances électriques, une dissipation thermique, un blindage électromagnétique, une résistance à haute pression et des performances de flexion, principalement utilisées dans les automobiles, les motos, les ordinateurs, les appareils électroménagers, l'électronique de communication et les produits électroniques de puissance. Les PCB à base d'aluminium ont la plus grande consommation du marché.

3. Le circuit imprimé à base de cuivre a les performances de base du circuit imprimé à base d'aluminium, sa dissipation thermique est meilleure que le circuit imprimé à base d'aluminium, le substrat central peut transporter un courant important, utilisé pour fabriquer de l'électronique de puissance et de l'électronique automobile et d'autres circuits imprimés haute puissance, mais le Densité du PCB à base de cuivre, valeur élevée, oxydation facile, de sorte que son application est limitée, la consommation est bien inférieure à celle du PCB à base d'aluminium.