Ada banyak jenis bahan papan PCB yang dapat dipilih, seperti PCB logam, substrat logam berisolasi (IMS atau IMPCB), PCB inti logam (MCPCB), papan komposit aluminium, dan substrat aluminium, dll. pertimbangan, maka inti logam atau pcb aluminium tentu merupakan pilihan yang baik. Tetapi jika pembuangan panas menjadi pertimbangan, maka pcb inti logam adalah pilihan yang lebih disukai. PCB logam menawarkan pembuangan panas yang lebih baik daripada PCB berbasis kaca epoksi FR-4 tradisional.
Hal ini disebabkan oleh konduktivitas termal 5 hingga 10 kali lebih tinggi dan ketebalan arsitektur konvensional 10 kali lebih tinggi. Perpindahan panas yang sangat efisien memungkinkan PCB logam menggunakan lapisan tembaga yang sangat ringan, sehingga mengurangi biaya dan ketebalan larutan. Pada saat yang sama, lapisan logam dapat seluruhnya terdiri dari logam atau kombinasi serat kaca (FR-4) dan logam.
Struktur PCB Inti Logam
PCB logam terdiri dari lapisan dielektrik dengan konduktivitas termal yang tinggi, lapisan logam, dan film tembaga dengan kemampuan pembuangan panas yang tinggi. Bahan fabrikasi PCB inti logam yang paling banyak digunakan adalah aluminium dan tembaga, dan terkadang baja tahan karat. Inti logam atau PCB aluminium dapat mengurangi panas dari komponen daya tinggi untuk memfasilitasi perpindahan panas. Jadi tujuan penggunaan pcb inti logam adalah untuk memberikan konduktivitas termal yang jauh lebih tinggi daripada FR-4.
Umumnya, lapisan atas struktur PCB China Metal Core dibentuk oleh film tembaga tipis, yang tergores seperti papan sirkuit tercetak konvensional. Ketebalan film tembaga tipis berkisar dari 1 ons hingga 4 ons. Lapisan paling dalam adalah bahan dielektrik yang fungsinya untuk mengisolasi lapisan logam dari film tembaga secara elektrik sambil memungkinkan perpindahan panas yang cepat antara dua lapisan. Ketika kasus MCPCB multi-layer, harus mendistribusikan lapisan secara merata mengenai lapisan logam bagian dalam. Misalnya, dalam PCB 6 lapis, lapisan logam ditempatkan di tengah, 3 lapis atas, dan 3 lapis bawah.
Kita juga perlu mencatat bahwa inti logam PCB termal dapat berupa PCB inti aluminium, PCB inti tembaga, atau PCB tembaga berat dan baja tahan karat. Namun, bahan PCB logam sangat keras, dan memotong PCB menjadi potongan-potongan kecil dapat menimbulkan masalah. Jadi kita perlu mempertimbangkan apakah bahan kimia dalam manufaktur akan bereaksi terhadapnya saat memilih bahan PCB logam.
4 Keuntungan PCB inti logam
disipasi panas
Ini adalah salah satu keuntungan terbesar dari PCB inti logam. Tingkat perpindahan panasnya 8 hingga 9 kali lebih cepat daripada PCB FR-4. Jika PCB kami perlu didinginkan dengan cepat, lebih baik menggunakan PCB logam daripada substrat FR-4 tradisional. Jadi keuntungan terbesar dari PCB inti logam adalah menggunakan bahan substrat khusus yang meningkatkan keandalan desain yang beroperasi pada suhu yang lebih tinggi dari suhu normal. desain pcb inti logam secara aktif menyerap panas dari lokasi komponen yang berjalan panas ke lapisan papan yang berlawanan, memungkinkan pembuangan panas yang lebih efisien dan aman.
Biaya rendah
Selain kinerja termalnya, aluminium memiliki keunggulan dapat didaur ulang dan berbiaya rendah. Ketika pcb inti logam led kami dibuang, kami dapat mendaur ulang logam darinya. Ini juga menghemat biaya produksi lebih lanjut. Pada saat yang sama, PCB dengan substrat logam lebih ringan, lebih tahan lama, dan lebih konduktif. Oleh karena itu, biaya pembuatan yang terkait dengan PCB dengan substrat aluminium juga dapat dikurangi. Aluminium PCB juga merupakan alternatif hemat biaya untuk heat sink yang lebih mahal dan besar. Aluminium dikenal sebagai logam yang tidak beracun dan dapat didaur ulang sepenuhnya. Penggunaan aluminium dalam PBC logam membantu melindungi lingkungan kita dalam rantai yang menghubungkan produsen dan konsumen akhir.
Lebih Stabilitas
Desain pcb inti logam China akan membuat PCB lebih stabil. Ambil PCB inti logam led yang paling banyak digunakan sebagai contoh, ini secara efektif memecahkan masalah pembuangan panas untuk penggunaan lampu jalan LED dalam waktu lama dan. Selain memastikan stabilitas tinggi, aluminium juga sangat ringan, sehingga meningkatkan kekuatan dan kelenturan papan sirkuit tercetak tanpa menambah bobot.
Kehidupan layanan yang lebih panjang
Dibandingkan dengan bahan yang biasa digunakan dalam pembuatan PCB, logam memiliki masa pakai yang lebih lama. Bahan logam mengurangi risiko kerusakan PCB yang tidak disengaja selama produksi, perakitan, dan penggunaan.
Di mana PCB inti logam digunakan?
Semua manfaat di atas menjadikan PCB inti logam ideal untuk berbagai aplikasi, termasuk
- Otomotif, sistem LED untuk penerangan jalan
- Fotovoltaik
- Aplikasi unit lampu latar
- Aplikasi kontrol motor/hybrid
- Pengubah energi
Komponen pemasangan permukaan MCPCB
Fitur utama dari desain pcb inti logam China adalah bahwa mereka tidak menggunakan lubang tembus berlapis. Fabrikasi pcb inti logam biasanya menggunakan komponen pemasangan permukaan, salah satu fitur yang menonjol dari proses pembuatan pcb inti logam. Jika fabrikasi pcb inti logam menggunakan vias berlapis, lembaran logam tebal di bagian bawah struktur laminasi dapat menyebabkan korsleting melalui vias. Oleh karena itu, desain pcb inti logam tidak memerlukan pembuangan panas melalui lubang tembus. Karena desain ini, kapasitas pendinginannya juga ditingkatkan.
Dengan menghapus vias, produsen pcb inti logam dapat memindahkan papan Anda lebih cepat. Di sebagian besar pabrik pembuatan PCB, ini adalah proses kemacetan. MCPCB 1 lapis Anda kemudian melewatkan langkah persiapan dinding lubang pelapisan tembaga kimiawi yang diperlukan untuk pemrosesan PTH dan langsung menuju pencitraan sirkuit setelah siklus pengeboran cepat. Setelah itu, MCPCB Anda pada dasarnya akan mengikuti tahapan proses yang sama seperti desain FR4 tradisional lainnya.
FR4 PCB vs MCPCB
| PCB FR4 | MCPCB | |
|---|---|---|
| Daya konduksi | FR4 memiliki konduktivitas termal yang rendah, biasanya sekitar 0.3W. | Konduktivitas panas MCPCB tinggi, mulai dari 1.0 hingga 4.0 watt, dengan 2.0 watt yang paling sering. |
| Dilapisi melalui lubang | Gunakan Berlapis melalui lubang | Permukaan gunung |
| Elemen Panas | Biasanya pelepasan panas dengan perpindahan panas melalui lubang | Pengeboran, pengendapan, dan operasi pelapisan semuanya dihilangkan saat menggunakan bahan MCPCB karena menghilangkan panasnya sendiri. |
| Lapisan penahan solder | Lapisan penahan solder FR4 PCB di atas dan bawah, biasanya hijau, biru, merah, hitam, dll. | Lapisan penahan solder MCPCB hanya di bagian atas, biasanya papan LED putih |
| Ketebalan | Kisaran ketebalan yang lebih fleksibel untuk PCB FR4, dengan berbagai kombinasi material dan jumlah lapisan tersedia | Variasi ketebalan MCPCB dibatasi oleh ketebalan backplane yang tersedia dan ketebalan lembaran dielektrik |
| proses | Proses standar untuk FR4 PCB: lubang countersunk, V-scoring, lubang countersunk, routing, pengeboran | Gunakan prosedur pemrosesan yang sama seperti FR4 (bilah gergaji berlapis intan harus digunakan untuk pelat-V untuk meningkatkan ketegangan saat memotong logam) |
Cara menggunakan basis untuk manajemen termal PCB
Salah satu alasan paling umum untuk kegagalan PCB adalah tekanan termal. Stres termal yang berlebihan dapat menyebabkan kinerja PCB menurun atau mungkin berhenti bekerja sama sekali. Seiring kemajuan teknologi fabrikasi pcb inti logam, persyaratan profil berbagai komponen semakin kecil, dan tekanan termal terus meningkat. Akibatnya, manajemen termal yang efektif dalam PCB telah menjadi aspek penting dalam menjaga agar perangkat elektronik tidak kehilangan fungsionalitas sistem.
Bagaimana manajemen termal PCB bekerja dengan inti logam dengan basis?
Dalam kebanyakan kasus, sirkuit dan lapisan dielektrik ditempatkan di atas dasar. Manajemen termal biasanya menggunakan inti logam yang terbuat dari tembaga atau aluminium.
Jika kami tidak menerapkan manajemen termal yang efektif, kinerja aplikasi apa pun akan terganggu. Pemindahan panas dari komponen penghasil panas ke heat sink eksterior sangat penting. Ketika bahan konduktivitas termal yang tinggi seperti tembaga digunakan, perpindahan panas ditingkatkan. Basis berbasis tembaga adalah teknologi alternatif yang, pada akhirnya, memberikan konduktivitas termal yang lebih baik pada PCB.
Tembaga di dasar inti logam meningkatkan konduktivitas termal sekaligus menurunkan suhu kerja komponen. Hasilnya, ini sangat baik untuk mengurangi tegangan termal PCB.
Gunakan basis berbasis tembaga dalam skenario berikut.
- Satu sisi, satu lapis
- Termal laser yang diisi tembaga melalui matriks
- Sasis dua sisi
Produsen produsen PCB inti logam
Ada beberapa hal yang perlu dipikirkan saat membuat PCB inti logam. Kami akan membuat solusi yang tepat untuk materi Anda sebagai contoh.
- Papan PTH 2 lapis berisi aluminium (operasi pra-pengeboran/pengisian insulasi/pengeboran ulang yang mahal diperlukan untuk membuat lubang tembus berlapis yang tidak akan mengalami korsleting.)
- Papan 2-lapisan atau multilapisan dibuat dengan menggunakan teknik PCB biasa, tetapi dengan bahan termo-dielektrik, bukan FR4 dan alas logam untuk perpindahan panas yang dilaminasi di bagian bawah.
MCPCB mungkin merupakan solusi yang baik ketika banyak LED pendingin menjadi prioritas desain. Desain PCB inti logam mungkin memiliki beberapa keterbatasan, tetapi proses pembuatannya tidak jauh berbeda dengan PCB lainnya.
Dari fabrikasi MCPCB hingga perakitan, kami menyediakan toko serba ada, dengan semua prosedur produksi tertulis pada aplikasi yang kami kembangkan sendiri untuk pemantauan online.