Dati PCB - Scopri di più sul PCB con anima metallica

Il PCB del nucleo metallico deve sostituire il bordo del panno di vetro epossidico con una piastra metallica di spessore comparabile, dopo trattamento speciale, in modo che i circuiti conduttori su entrambi i lati della sessione d'oro della scheda siano collegati tra loro e la parte metallica sia altamente isolata. Il vantaggio del bordo stampato del nucleo metallico è la dissipazione del calore e la buona stabilità dimensionale, che è perché l'alluminio, il ferro e altri materiali magnetici hanno un effetto schermante, possono impedire l'un l'altro di interferire.

Layout e struttura del PCB del nucleo metallico

Il bordo stampato del nucleo del metallo è la struttura della piastra metallica bloccata nello strato multimediale del bordo stampato, la sua struttura può essere varia. In generale, ci sono tre tipi di strutture: (1) la struttura simmetrica del layout del nucleo metallico; (2) la struttura asimmetrica del layout; (3) la struttura locale del layout.

La struttura simmetrica del layout del nucleo metallico del detto €œsimmetrico €' si riferisce al nucleo metallico sepolto del circuito stampato su entrambi i lati della struttura o lo spessore del supporto è lo stesso.

Nei PCB ad alta densità e ad alta frequenza, ci sono diversi livelli di generazione di calore e aumento della temperatura, quindi il numero di strati e la struttura del nucleo metallico sepolto possono essere diversi. Poiché la maggior parte dei nuclei metallici sepolti sono in PCB multistrato, ci sono PCB a nucleo metallico simmetrico multistrato e PCB a nucleo metallico monostrato.

Nota: Il termine "simmetrico" qui si riferisce a una struttura che raggiunge un trasferimento di calore più equilibrato all'interno del PCB!

La struttura simmetrica del nucleo metallico sepolto è formata da sandwich di un nucleo metallico in una tavola bifacciale, o utilizzando un pannello rivestito di rame del nucleo metallico, come mostrato nella Figura 1. L'uso di questa struttura non solo ha un'elevata conducibilità termica, ma soprattutto presenta i vantaggi di piccola deformazione, buona planarità e alta affidabilità, che è molto vantaggioso per l'installazione o la distribuzione di componenti ad alta potenza e occasioni ad alta densità!

Struttura metallica sepolta simmetricamente della conduttività termica della scheda multistrato quando il circuito stampato multistrato all'interno del grado di aumento della temperatura o generazione di calore è molto alto, ma il grado di aumento della temperatura in vari luoghi è lo stesso o la differenza non è molto grande, o a causa delle occasioni ad alta densità, ad alta frequenza e ad alta potenza, ma l'aumento della temperatura del PCB nel suo complesso è equilibrato, la struttura del nucleo metallico sepolto simmetricamente può essere utilizzata e queste strutture sono varie.

Nel circuito stampato multistrato in layout ad alta densità o ad alta frequenza è più ragionevole e uniforme, anche se il calore complessivo è molto alto, ma lo strato dielettrico complessivo PCB all'interno del grado di alta temperatura è lo stesso o vicino allo stesso. In questo caso e condizioni, dovrebbe essere utilizzata la struttura di conducibilità termica simmetrica multistrato (nucleo metallico), è favorevole alla conduzione equilibrata del calore, in modo che il grado di temperatura in ogni luogo del PCB sia più consistente, la differenza di temperatura è piccola, in modo che il PCB in ogni luogo dello stress termico interno sia coerente. Allo stesso tempo, può anche rendere il grado di deformazione generale del PCB di consistenza, perché la differenza di temperatura è piccola, la differenza di deformazione generale del PCB è piccola. È a causa della dissipazione uniforme del calore, la deformazione è piccola, al fine di contribuire a ridurre il tasso di guasto, migliorare l'affidabilità e la durata! La figura 2 mostra due strati sepolti di nucleo metallico simmetrico del circuito stampato a quattro strati, cioè tra L1 e L2, L3 e L4 per unire la piastra metallica e formare una struttura simmetrica del circuito stampato a quattro strati del nucleo metallico, questa struttura può garantire che la conduzione equilibrata del calore all'interno del PCB, in modo che la temperatura del PCB all'interno delle varie parti del PCB sia relativamente coerente, ma anche per raggiungere sia ridurre la temperatura, ma anche per soddisfare la deformazione dei piccoli requisiti. Se la differenza di temperatura all'interno del circuito stampato è ancora molto grande (soprattutto tra L2 e L3 la temperatura è alta), può essere aggiunta tra L2 e L3 strato di piastra del nucleo metallico per risolvere il problema, la formazione di una scheda a quattro strati con una struttura del nucleo metallico a tre strati. Se non è possibile soddisfare i requisiti per ridurre la temperatura e la deformazione, e anche tra L2 e L3 piastra centrale metallica per aumentare lo spessore (come 1,25 volte, 1,5 volte e 2 volte, ecc.) per risolvere! Quando l'alta densità e l'alta frequenza del PCB non sono molto alte, o il grado di aumento della temperatura all'interno del PCB non è molto alto, ma deve utilizzare il nucleo metallico per ridurre il calore, uno strato di nucleo metallico può essere utilizzato per raggiungere lo scopo. Può essere nella figura 1 solo nel secondo strato (L2) e il terzo strato (L3) sepolto tra uno strato di nucleo metallico può essere, a causa del metallo sepolto è al centro della struttura PCB, può raggiungere un effetto di conducibilità termica bilanciato e simmetrico!

Per analogia, vari tipi di laminati stampati con buona conducibilità termica e piccola deformazione possono essere installati in schede a sei strati, schede a otto strati e così via, con strutture di nucleo metallico conduttrici termiche.

I laminati stampati con nucleo metallico asimmetrico sepolti a causa di alta densità, alta frequenza e potenza dei componenti, ecc. nel PCB in ogni luogo nella distribuzione di differenze diverse o grandi, causeranno PCB ogni area dell'aumento della temperatura grande differenza, con conseguente PCB ogni posto in diverse dimensioni di espansione e contrazione, stato di deformazione e tensioni interne, ecc. per influenzare le prestazioni e l'affidabilità. Ma può essere sepolto in posizioni diverse nella conducibilità termica del tessuto PCB del nucleo metallico (pezzo, blocco, ecc.) per la conducibilità termica, l'elevata temperatura locale solleva giù, in modo che la temperatura complessiva del PCB tende ad essere coerente, o la differenza di temperatura PCB è fondamentalmente la stessa, può migliorare significativamente le prestazioni e l'affidabilità del PCB!

PCB sepolto su un lato della struttura del nucleo metallico a causa del lato del PCB (come la figura 2 del L1 e L2 con layout del dispositivo ad alta densità, ad alta frequenza o ad alta potenza, quindi tra L1 e L2 e L2 e L3 saranno alti problemi termici, mentre L3 e L4 tra (a causa del L3 e L4 non è layout ad alta densità e ad alta frequenza) non si verificheranno fenomeni termici elevati, quindi può essere tra L3 e L4 senza seppellire il Formando così un circuito stampato asimmetrico con nucleo metallico sepolto.

La struttura del nucleo metallico interrato locale del PCB a causa di uno strato all'interno della scheda PCB o parte dello strato superficiale (locale) ha una densità molto elevata, alta frequenza o la superficie dell'installazione di componenti ad alta potenza, che spesso si traduce in un fenomeno locale ad alto calore si verifica e quindi nel PCB locale sepolto incorporato in una piastra metallica (blocchi, colonne) per accelerare il trasferimento di calore, ridurre la temperatura locale, in modo che l'aumento complessivo della temperatura del PCB sia fondamentalmente lo stesso! L'obiettivo è garantire che il PCB possa essere sicuro, affidabile e di lunga durata!

In breve, secondo la distribuzione del calore PCB e le caratteristiche strutturali del nucleo metallico sepolto, e decidere di utilizzare la struttura è simmetrica, asimmetrica e localizzata.

Vantaggi del PCB del nucleo metallico:

Per molti aspetti, i LED sono proprio come qualsiasi altro componente installato su un circuito stampato. Se sono presenti solo pochi LED, come indicatori verdi e rossi per accensione e spegnimento, non c'è niente di eccezionale nell'organizzare il PCB. Tuttavia, esistono soluzioni di illuminazione che possono mantenere LED o lunghe serie di LED accesi per lunghi periodi. Mantenere questi dispositivi freschi per prevenire guasti prematuri o rischi per la sicurezza può essere una grande preoccupazione. Un raffreddamento efficiente richiede anche una produzione luminosa costante. Transire il PCB da tipi FR4 standard a MCPCB come PCB in alluminio è un'opzione utile. Utilizza substrati appositamente formulati per migliorare l'affidabilità dei progetti operativi a tem

Operazioni superiori al normale. Il substrato non è strettamente utilizzato come superfici di montaggio per vari componenti, ma assorbe attivamente il calore dai componenti termofunzionanti per dissipare in modo efficiente e sicuro il calore nello strato relativo del circuito stampato. Gli MCPCB hanno dimostrato di essere una soluzione eccellente per il raffreddamento di PCB con un gran numero di LED. Comprendere le differenze tra le schede di vetro epossidico standard e loro è fondamentale.

Applicazioni del PCB del centro metallico:

Illuminazione a LED: gli MCPCB sono solitamente adatti per applicazioni che generano una quantità significativa di calore, dove i ventilatori tradizionali non possono eliminare il calore in modo efficiente. Spesso troviamo MCPCB nella tecnologia LED perché ci consentono di ridurre il numero di LED necessari per una certa quantità di illuminazione e diminuire il calore generato.

Automotive: Regolatori di potenza automobilistici, accensione, convertitori di commutazione, ottiche variabili, ecc., tutti utilizzano PCB metallici. Attrezzatura di alimentazione: Convertitori di potenza, regolatori di commutazione, conversione di potenza ad alta densità.

Militare e aerospaziale: i PCB nelle applicazioni militari e aerospaziali devono resistere a temperature estreme, cicli termici e umidità. Inoltre, devono sopportare frequenti urti meccanici. Pertanto, utilizziamo MCPCB in quanto soddisfano questi requisiti di servizio e consentono una maggiore integrità strutturale. La loro elevata conducibilità termica garantisce una distribuzione uniforme della temperatura su queste schede. Pertanto, possono resistere meglio al ciclo termico, impedendo la formazione di hotspot vicino a componenti attivi.

PCB a nucleo metallico

Confronto tra PCB a nucleo metallico e PCB standard:

Conduttività termica: PCB standard hanno un basso coefficiente di conducibilità termica, tipicamente intorno a 0.3W, mentre MCPCB hanno una conducibilità termica più elevata, che varia da 1-2W.

Fori passanti placcati: I fori passanti placcati sono spesso necessari in PCB standard, ma potrebbero non essere richiesti in MCPCB.

Dissipazione del calore: la dissipazione del calore nei PCB standard richiede spesso fori passanti, portando a cicli di perforazione più lunghi e processi aggiuntivi. Tuttavia, gli MCPCB non hanno bisogno di processi di perforazione, placcatura o deposizione, poiché il nucleo metallico consente un'efficace dissipazione del calore.

Maschera di saldatura: Gli strati della maschera di saldatura nei PCB standard sono solitamente di colore scuro, come nero, verde, blu e rosso. Pertanto, gli strati della maschera di saldatura sono applicati sia sulla parte superiore che sul fondo nei PCB standard. Al contrario, in MCPCB,solo la parte superiore è rivestita con una maschera di saldatura, che è tipicamente bianca.

Spessore: I PCB standard hanno una vasta gamma di spessori a causa dell'impilamento di strati e varie combinazioni di materiali. Tuttavia, la variazione di spessore negli MCPCB è solitamente limitata a causa degli spessori dielettrici disponibili e degli spessori delle piastre di supporto.

Processi di produzione: i PCB standard utilizzano processi di produzione tradizionali come fresatura, fori passanti placcati, foratura e V-scoring. Tuttavia, una lama di sega rivestita con diamante è necessaria per V-scoring MCPCB perché il taglio del metallo richiede utensili taglienti.

Cose da considerare per i produttori di PCB

Ci sono alcune considerazioni di gestione per la produzione di MCPCB, ma fintanto che si capisce come funziona il materiale e mantenere il design a un tipo SMT monostrato, progettare la scheda non dovrebbe essere molto diverso dalla progettazione di qualsiasi altra scheda a chip singolo, PCB multistrato. Se non riesci a instradare il tuo design a un unico livello, tieni presente che sono possibili altre configurazioni MCPCB, anche se non rientrano nell'ambito di applicazione di questo articolo. Tra questi figurano:

Scheda PTH a 2 strati con alluminio all'interno (questo richiede costosi passaggi di pre-foratura/riempimento dell'isolamento/ri-foratura per creare fori placcati che non cortocircuito).

Scheda A2 o più strati prodotta secondo processi PCB standard, ma utilizzando materiale dielettrico termico invece di FR4 e laminando un backplane metallico al fondo per il trasferimento di calore.

Quando il design dà priorità al raffreddamento di più LED, MCPCB può essere una soluzione eccellente. Stanno diventando sempre più comuni in una varietà di applicazioni di illuminazione - per case, luoghi di lavoro e veicoli. Sebbene siano soggetti a determinati vincoli di progettazione, il processo di produzione è diverso dalla maggior parte degli altri PCB ed è un po 'più semplice.

Sopra è un'introduzione al PCB del nucleo metallico.