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PCB de núcleo metálico
Seu fabricante confiável de PCB com núcleo de metal na China
- Produzimos seus projetos de PCB com núcleo metálico multicamadas (até 4 camadas).
- Ofereça excelentes resultados térmicos com classificações de condutividade de até 10.0 W/m. K.
- Uma placa de circuito impresso com núcleo de alumínio ou de cobre pode ser escolhida para fornecer a melhor dissipação de calor.
- Em nossas placas, você pode usar suas aplicações exigentes, como LEDs de alta potência e sistemas automotivos.
- Todas as nossas placas são produzidas de acordo com os padrões exatos do IPC para máxima confiabilidade.
- Sua prancha completa tem a perfeição garantida por meio de testes 100% elétricos, AOI e raio X.
Seus componentes eletrônicos estão superaquecendo? Uma placa de circuito impresso com núcleo metálico é a solução ideal quando as placas convencionais não suportam o calor. Também conhecida como placa de circuito impresso com substrato metálico isolado (IMS PCB) , ela é semelhante à popular FR-4, mas possui um substrato metálico sólido em vez do núcleo de FR-4 tradicional. Esse design protege componentes essenciais, eliminando o superaquecimento, aumentando o desempenho e melhorando a confiabilidade. Este guia ensinará como essa tecnologia pode levar seu próximo projeto a um novo patamar.
O que é PCB com Núcleo de Metal?
Você já teve problemas de superaquecimento com componentes eletrônicos em uma placa FR4 comum? Sua solução direta é uma PCB com núcleo metálico (MCPCB). Uma MCPCB, ao contrário dos tipos tradicionais de placas, possui uma camada base feita de metal, substituindo o material de fibra de vidro encontrado em placas tradicionais, o que torna toda a placa um formidável dispositivo de dissipação de calor. Seu objetivo principal é dissipar o calor de componentes delicados de forma eficaz, evitando danos e prolongando sua vida útil. Às vezes, também é conhecida como PCB com substrato metálico isolado (IMS); os nomes significam a mesma coisa: uma placa projetada para fornecer melhor controle térmico.
A escolha do metal do núcleo depende exclusivamente da natureza do seu projeto. A opção mais popular é a placa de circuito impresso (PCB) com núcleo de alumínio, que oferece um bom equilíbrio entre condutividade térmica e custo, especialmente para PCBs com núcleo metálico para LEDs. Uma PCB com núcleo de cobre é a solução ideal se o seu projeto gerar muito calor e exigir o máximo desempenho. É mais cara, mas incomparável em termos de desempenho térmico. Além disso, existem ligas de aço para quando você precisa de rigidez e resistência adicionais.
Estrutura básica de PCB com núcleo metálico
Para entender a funcionalidade da sua placa de circuito impresso com núcleo metálico, é melhor examinar sua estrutura especializada. Ela é um escudo térmico cuidadosamente projetado para o seu circuito.
De cima para baixo, veja como montamos sua PCB de núcleo metálico personalizada:
- Máscara de solda: Esta é uma camada protetora. Ela impede a formação de pontes de solda entre as pastilhas durante a montagem e previne a oxidação do seu circuito de cobre.
- Camada de Circuito: Esta é uma folha de cobre, na qual você faz os caminhos elétricos. Nós a construímos de acordo com suas necessidades, geralmente com uma espessura de 1 oz a 6 oz.
- Camada Dielétrica: É o núcleo de uma placa de circuito impresso IMS. O material possui excelentes propriedades de isolamento elétrico, mas também é um bom condutor de calor. Ele impede o fluxo de eletricidade para o núcleo metálico, permitindo a livre passagem do calor.
- Camada de núcleo metálico: É a base da placa. Este material metálico central, normalmente feito de alumínio ou cobre, é equivalente a um grande dissipador de calor que remove o calor da camada dielétrica e ajuda a resfriar os componentes.
Núcleos comumente usados em PCB de núcleo metálico
O sucesso do seu projeto depende da escolha do material correto para a PCB com núcleo metálico. Sua decisão depende de suas demandas térmicas, custo e necessidades mecânicas. Embora tenhamos materiais com ligas especiais, as duas principais alternativas são alumínio e cobre.
PCBs com núcleo de alumínio
Uma PCB com núcleo de alumínio deve ser a solução ideal para a maioria dos seus projetos. Ela oferece excelente condutividade térmica e uma baixa relação custo-benefício. É fácil de fabricar, razão pela qual se tornou um padrão da indústria, especialmente em aplicações de PCB com núcleo metálico para LED.
PCBs com núcleo de cobre
Uma PCB com núcleo de cobre é o que você precisa quando o requisito de design exige o máximo desempenho térmico. O cobre é mais condutor de calor do que o alumínio, o que o torna mais adequado para aplicações que exigem níveis extremos de potência. No entanto, é pesado, caro e mais complexo de fabricar, devendo ser reservado para os seus projetos mais exigentes.
Espessura do núcleo e do cobre
Uma placa de circuito impresso com núcleo metálico pode ser especificada com uma espessura de 30 a 125 milésimos de polegada. Sua placa pode ser construída usando uma espessura de folha de cobre de 1 a 10 onças.
Vantagens do PCB com núcleo metálico
Selecionar uma PCB com núcleo metálico oferece os benefícios necessários para os projetos de suas aplicações de alta potência. Ela aborda diretamente o problema mais importante do gerenciamento térmico. Isso resulta em um produto final de melhor qualidade e mais alto nível. Vamos ver quais vantagens você pode levar seu próximo projeto a um novo patamar.
Dissipação de calor superior
A principal vantagem de uma PCB IMS é sua boa dissipação de calor. A base metálica atua como um enorme dissipador de calor, dissipando efetivamente o calor prejudicial dos seus componentes. Isso mantém as temperaturas de operação em níveis baixos, razão pela qual são essenciais para aplicações que exigem alta potência, como PCBs de núcleo metálico para LEDs.
Maior durabilidade e estabilidade
Um núcleo de metal na sua placa a tornará muito mais resistente. O núcleo de alumínio da placa é altamente durável em comparação com as placas comerciais que utilizam FR4, pois é resistente a danos físicos durante a montagem e a operação. É também um material excelente e dimensionalmente estável, e, portanto, seu formato não deforma nem distorce com as variações de temperatura.
Desempenho aprimorado e liberdade de design
Com o gerenciamento de calor aprimorado, você pode fazer ainda mais com seus projetos. Você pode operar componentes confortavelmente com maior potência ou colocá-los mais próximos para obter um design mais compacto. Isso permite que você projete produtos ainda mais potentes e eficientes sem usar dissipadores de calor ou ventoinhas volumosos e separados.
Leve e ecológico
MCPCBs são muito resistentes, mas, surpreendentemente, bastante leves. Uma PCB com núcleo de alumínio pode, muitas vezes, reduzir o peso total do produto final em comparação com uma FR4 com dissipador de calor externo. O núcleo de metal também não é tóxico e é relativamente fácil de reciclar, o que o torna uma escolha ambientalmente mais responsável.
Tipos de PCB com núcleo metálico
Dependendo do seu projeto, sua placa de circuito impresso com núcleo metálico pode ser construída de diversas maneiras. Nós as categorizamos de acordo com o posicionamento das camadas do núcleo metálico e do circuito. Conhecer esses tipos permitirá que você encontre a melhor placa de um fabricante de placas de circuito impresso com núcleo metálico adequada à sua aplicação.
MCPCB de camada única
Esta é a forma mais básica de PCB IMS. Sua estrutura é simples, mas eficaz. Na parte superior, você recebe uma camada de circuito de cobre. Essa camada é protegida por um dielétrico termicamente condutor com base de alumínio ou cobre. É uma opção de baixo custo amplamente utilizada.
COB MCPCB
COB é a abreviação de Chip-on-Board . Nesse tipo de tecnologia, o chip é colocado diretamente sobre o núcleo metálico. Isso cria um canal direto para a dissipação térmica, evitando que a camada dielétrica transfira calor em excesso. Essa tecnologia oferece o melhor desempenho térmico e é ideal para projetos complexos de PCBs com núcleo metálico para LEDs.
MCPCB de camada dupla
Trata-se de uma placa com duas camadas de circuitos de cobre no mesmo lado do núcleo metálico. A base metálica sólida fica na parte inferior. Este design pode ter uma rota mais complexa do que uma placa de camada única. Mas você só pode montar componentes na parte superior.
MCPCB de dupla face
O núcleo metálico é posicionado no meio de um MCPCB de dupla face, semelhante a um sanduíche. Tanto a parte superior quanto a inferior recebem um circuito de cobre. Os dois lados são conectados por vias, permitindo a instalação de componentes em ambos os lados. Este design é ótimo para maximizar a densidade do circuito.
MCPCB multicamadas
Uma placa de circuito impresso (PCB) multicamadas com núcleo metálico pode ser usada até mesmo nos projetos mais complexos. Essa placa é composta por diversas camadas de circuitos, todas sobre uma base metálica sólida. Ela é compatível com vias avançadas, incluindo vias cegas e enterradas . É a solução perfeita para produtos de alta densidade e alta potência.
Capacidades MCPCB do PCBTok
A tabela abaixo descreve nossas capacidades e especificações completas de fabricação.
| Característica | Especificação / Capacidade |
Especificações principais | |
| Material / Tipo | PCB com núcleo metálico (MCPCB), núcleo de alumínio, núcleo de cobre |
| Contagem de Camadas | 1 a 4 camadas |
| Espessura da placa | 0.02″ a 0.18″ (0.5mm a 4.6mm) |
| Peso de cobre | 0.5 onças a 4 onças |
| Dimensões da placa | Mín.: 0.2″ x 0.2″ (5x5 mm); Máx.: 43.3″ x 19″ (1100x482 mm) |
Regras de projeto | |
| Traço mínimo / Espaço | 0.5 oz: 4/4 mil; 1 onça: 5/5 mil (150 µm); 2 oz: 5/7 mil (200 µm); 3 oz: 7/8 mil; 4 oz: 10/10 mil |
| Min. Anel anular | 0.5 oz: 4 mil; 1 onça: 5 mil (125 µm); 2 oz: 7 mil; 3 oz: 10 mil; 4 oz: 16 mil |
| Tamanhos de furos e vias | NPTH mínimo: de 0.7 mm; PTH mínimo (2 camadas): 0.3 mm; Tolerância: PTH ± 4 mil, NPTH ± 3 mil |
Performance térmica | |
| Condutividade Térmica | Cobre: 380 W/mK; Alumínio: 140–220 W/mK; Pré-impregnado (Isolamento): 1–8 W/mK |
| Camada de isolamento (pré-impregnada) | Uma camada mais fina melhora a transferência de calor, mas reduz a tensão de ruptura (por exemplo, uma espessura de 75 µm fornece uma ruptura de 6.0 kV) |
| Desempenho vs. FR-4 (LED de 1 W) | Resistência térmica: 3 K/W (vs. 8-45 K/W para FR-4) Aumento de temperatura: 10°C (vs. 15-53°C para FR-4) |
Capacidades especiais | |
| Fresamento do eixo Z | A fresagem de profundidade pode unir componentes diretamente à base de alumínio para máxima transferência de calor. |
Acabamentos e Revestimentos | |
| Acabamentos de superfície | HASL (com e sem chumbo), ENIG (Ouro de Imersão), Prata de Imersão, OSP |
| máscara de solda | Cores: Branco, Preto, Verde, etc. (Brilhante/Fosco); Barragem de solda: 4mil (Verde), 5mil (Outros) |
| Silkscreen | Cores: Branco, Preto; Tamanho mínimo: 5 mil de largura / 24 mil de altura |
Mecânica e Qualidade | |
| Criação de perfil e roteamento | Roteamento CNC, corte em V; Tolerância: ±5mil; Ranhura mínima: 40mil |
| Teste Elétrico | Teste de sondas voadoras e dispositivos de fixação (até 300 V) |
| Tolerância de arco e torção | ≤ 1% |
| Padrões de qualidade | IPC Classe 2, IPC Classe 3, ISO9000 |
Aplicações de PCBs com núcleo de metal
As PCBs com núcleo metálico possuem excelente gerenciamento térmico e resistência mecânica superior, adequando-se a um amplo conjunto de aplicações exigentes. Sua alta capacidade de dissipação de calor as torna um componente crucial em qualquer ambiente em que os componentes recebam altas cargas térmicas.
- Iluminação LED: Sendo o uso mais popular dos MCPCBs, eles são essenciais para lidar com o calor intenso produzido por LEDs de alta potência. Sua eficácia na dissipação dessa energia térmica garante alto desempenho e vida útil prolongada em todos os sistemas de iluminação modernos, incluindo faróis e refletores.
- Comutação de energia: Em eletrônica de potência, os MCPCBs são necessários para garantir a estabilidade e a confiabilidade do conversor de potência. São comumente utilizados em dispositivos de comutação de alta potência, como relés industriais de estado sólido e conversores CA-CC de semicondutores de potência, onde desempenham um papel importante para garantir o sucesso da operação por meio do gerenciamento térmico adequado.
- Eletrônica automotiva: As duras condições automotivas de alta temperatura exigem soluções de aquecimento potentes. Os MCPCBs são um componente essencial da eletrônica que trabalha próximo ao calor, sendo o melhor uso a Unidade de Controle do Motor (ECU), que é baseada em um substrato de núcleo metálico, pois utiliza o calor do motor para dissipar e atingir a máxima confiabilidade.
Por que escolher a PCBTok como sua parceira de PCB com núcleo de metal?
Aqui na PCBTok, nos orgulhamos de poder fornecer um produto de alta qualidade, como uma PCB com núcleo metálico, projetado de acordo com suas especificações e requisitos, e oferecemos suporte desde os protótipos até a produção em massa. Além da fabricação de PCBs com núcleo metálico (MCPCB), também oferecemos montagem SMT completa, para que você tenha um fornecedor único e confiável. Equipados com fabricação especializada de PCBs com núcleo de alumínio e cobre pesado, estamos bem preparados para atender às diversas necessidades de projeto, atendendo às necessidades térmicas e elétricas específicas da sua aplicação.
Como fabricante especializado em núcleos metálicos, com base nas informações fornecidas, podemos realizar verificações de regras de projeto (DRCs) e verificações de projeto para fabricação (DFM) em seu projeto. Por um lado, isso garante a eliminação de defeitos de projeto; por outro, nos permite compreender melhor o seu projeto. Isso garante uma produção bem-sucedida e acelera o ciclo do seu projeto. Basta enviar seu arquivo Gerber hoje mesmo e deixe-nos ajudar no seu projeto e oferecer um orçamento rápido.
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Durante a fabricação de PCBs com núcleo metálico, exercemos controle extremo sobre todos os fatores, como a resistência à descamação e a qualidade da solda. Isso garante que sua placa esteja bem acima da média em termos de padrões elétricos e térmicos. Seja uma PCB com núcleo metálico de LED ou uma placa usada em fontes de alimentação industriais, oferecemos um produto com o qual você pode contar. Solicite um orçamento com a PCBTok hoje mesmo.
Perguntas frequentes
Sim, oferecemos serviços de prototipagem de PCB com núcleo metálico completo. O procedimento é semelhante ao da prototipagem de PCB comum, o que significa que você pode começar facilmente. Cuidamos de tudo, incluindo fabricação, montagem e um teste final de funcionalidade. Você tem a garantia de que transformaremos seu projeto em um protótipo de alta qualidade e exaustivamente testado.
Primeiro, você deve enviar todos os seus arquivos de projeto, geralmente em formato Gerber. Esses arquivos devem especificar claramente o layout do circuito, o posicionamento dos componentes e as rotas de roteamento. Você também deve enviar uma Lista de Materiais (BOM) detalhada. Todos os componentes, quantidades, designadores de referência e números de peça do fabricante na sua BOM também devem ser fornecidos para tornar a montagem do produto o mais precisa e descomplicada possível.
Não. Embora a maioria dos MCPCBs seja de camada única, nós fabricamos MCPCBs de dupla face, multicamadas e até mesmo de separação termoelétrica para aplicações complexas e de alto calor.
Uma PCB com núcleo de metal padrão é composta por três camadas: uma base de metal (como uma PCB com núcleo de alumínio), uma camada dielétrica isolante fina e a camada superior de cobre na qual os traços do circuito são colocados.
A distinção mais importante é o material do núcleo. Uma PCB com núcleo metálico possui uma base de alumínio ou cobre para garantir uma dissipação de calor eficiente e é excelente em aplicações de alta temperatura, como iluminação de PCB com núcleo metálico de LED. O FR-4 utiliza um núcleo de fibra de vidro e é aplicável em eletrônicos de uso geral.
A condutividade térmica será determinada pelo tipo de material do núcleo metálico da placa de circuito impresso (PCB) selecionado. As opções disponíveis variam entre 1.0 W/m·K e 10.0 W/m·K. O valor final depende do que você selecionar para o dielétrico e a base metálica.