También conocido como MCPCBs, las placas de circuito de metal tienen su nombre de los materiales base, que incluyen aleaciones de acero, aluminio y cobre. Cada material tiene algunas características y propiedades únicas para ofrecer que eventualmente los hacen preferibles para diferentes aplicaciones. El cobre tiene una mejor eficiencia y productividad en comparación con el acero y las aleaciones de aluminio, mientras que el aluminio tiene una ventaja por su capacidad de disipación y transferencia de salud. Sin mencionar que también es ideal para personas con un presupuesto limitado que las otras dos opciones de materiales. Por último, pero no menos importante, el acero es bueno para trabajos pesados ​​debido a su rigidez y robustez. Sin embargo, cada material es bueno para usarse en PCB en lugar de CEM3 o tableros FR4.

Aparte de eso, ¿cuáles son esos factores ocultos que están haciendo que estos PCB sean tan famosos? ¿Cuáles son los beneficios que ninguna otra opción puede proporcionar? Profundicemos más y encontremos las respuestas:

PCB de núcleo metálico

PCB de núcleo metálico se ha derivado de PcoverrCB, que es una placa de circuito impreso disponible en diferentes tipos para múltiples propósitos/proyectos. PCB de núcleo metálico consta de una base metálica junto con el núcleo metálico que redirige el calor para mantener la temperatura de los componentes.

Esta placa de circuito impreso térmica es responsable de vigilar el calor que se produce a través de los elementos. Su construcción y funcionalidad es completamente diferente de las PCB normales, por lo que es importante observar los detalles con más cuidado.

Dado que los PCB de metal se proporcionan con una base metálica, muestran un mejor rendimiento en términos de conductividad térmica en comparación con los otros tipos de PCB. El núcleo de metal se compone de una placa de metal con ciertos parámetros para mantener la disipación de calor en el nivel requerido. Principalmente, estos núcleos metálicos utilizan aluminio, cobre o aleaciones para brindar robustez a los usuarios. Incluso, las placas metálicas se eligen según las configuraciones para asegurar un desempeño satisfactorio en el tiempo. Además, se requieren para mejorar la disipación de calor en 8 o 9 veces para proporcionar una construcción de núcleo más fuerte.

Construcción de PCB de núcleo metálico

Cuando se trata de construir un placa de circuito impreso térmica, es crucial tener un conocimiento profundo de lo siguiente:

• Los PCB de metal pasan por un proceso simple: para PCB de un lado, una capa de cobre se enrolla en otra capa de sustrato dieléctrico para aumentar su conductividad térmica.
• Posteriormente, se envuelve una capa metálica sobre la lámina dieléctrica, ya sea de cobre o de aluminio, para proporcionar el espesor requerido para la disipación del calor.
• Normalmente, el espesor de las capas metálicas varía de 20 mils a 120 mils. Sin embargo, para el cobre, el espesor ideal oscila entre 1 oz y 10 oz.
• In MCPCB, el grosor es mucho mayor que otros tipos de PCB, que mide 1 mm o 1.5 mm.
• Una de las valiosas ventajas de un grosor tan alto radica en la rigidez y sustentación de la estructura del tablero, ya que cumple con todos los requisitos estándar.

Tipos de PCB con núcleo de metal

En la práctica, hay 3 tipos de PCB de metal que se analizan a continuación:

• PCB de núcleo metálico de una sola capa: Éstos están compuestos por una sola capa de lámina de cobre dieléctrico, como conductor, y una lámina metálica como base. El objetivo principal de la lámina dieléctrica es distribuir calor a varios otros componentes en la placa de circuito que pretenden mantener a los usuarios a salvo de descargas eléctricas.
• PCB con núcleo de metal COB: Abreviado como chip a bordo, COB utiliza el microchip para una disipación de calor efectiva. La base y la capa conductora tienen una conexión física entre sí, lo que significa que no hay necesidad de emplear un material dieléctrico.
• PCB de núcleo metálico de doble cara: Estos tipos de Los PCB se proporcionan con 2 capas. de material de cobre, que se colocan a ambos lados de la pieza metálica.
• PCB con núcleo de metal multicapa: Como sugiere el nombre, hay más de 2 láminas de cobre en la placa de circuito. A medida que aumenta el número de capas, la complejidad de las conexiones surge con la misma frecuencia, lo que dificulta que los usuarios aprovechen al máximo sus funciones. Además, se necesitan habilidades y conocimientos técnicos para ensamblar el tablero debido a la cantidad de hojas y piezas que se conectarán.

Beneficios de MCPCB

Aunque la PCB térmicos son famosos por innumerables razones, a continuación se muestran los elementos que les dan una ventaja sobre otros tipos de PCB:

• La presencia de cobre y aluminio ofrece una conductividad térmica impresionante.
• En comparación con FR4, PCB térmicos se enorgullecen de brindar una mejor protección.
• Estos tipos de PCB pueden cambiar sus dimensiones según el entorno. Coeficiente de expansión térmica en mucho menos que FR4, lo que reduce las posibilidades de que la placa se dañe.
• Su sustrato metálico proporciona una mayor funcionalidad a diferencia de otras sustancias.
• Por último, pero no menos importante, se enorgullecen de aumentar la robustez y la fuerza neta de la placa de circuito.

Aplicación

Teniendo en cuenta las características y elementos que intervienen en la actuación, PCB térmicos son una opción ideal para las siguientes aplicaciones:

• Fotovoltaica
• Sistema LED para automoción
• Control de motores eléctricos/híbridos
• Convertidores de potencia como reguladores de alto voltaje, fuentes de alimentación y aplicaciones industriales y de telecomunicaciones
• Aplicaciones de seguridad vial como alumbrado público, iluminación, etc.

Refiriéndose a MCPCBPor su eficiencia térmica, han demostrado ser las mejores incorporaciones en los sectores aeroespacial y militar. Son capaces de soportar choques mecánicos, humedad y temperatura extrema. Pueden satisfacer los requisitos operativos sin esfuerzo con una mayor conductividad térmica e integridad estructural en comparación con los laminados FR4. Su conductividad térmica asegura que la temperatura se distribuya uniformemente para evitar puntos calientes en los componentes activos.

Directrices de diseño para MCPCB

Después de considerar los detalles básicos, el siguiente paso más importante es observar las pautas de diseño para PCB de metal, particularmente el apilamiento con una capa metálica. Como se mencionó anteriormente, las placas con núcleo de metal se componen de capas de metal en el apilamiento de recuento de capas bajas, el aluminio se utiliza con frecuencia en el apilamiento, mientras que el acero inoxidable o el cobre no reciben mucha atención, independientemente de su borde sobre el aluminio.

Una vez que los usuarios deciden sobre los laminados dieléctricos estándar y el material metálico, es hora de centrarse en la disposición de las capas que son responsables de representar aspectos cruciales con respecto a la selección de componentes y enrutamiento:

• placa de circuito impreso de metal: Por lo general, se trata de placas de circuito de doble cara con la capacidad de dejar pasar el enrutamiento entre cualquiera de los núcleos metálicos con la ayuda de orificios pasantes chapados. Cuando se trata de pilas dieléctricas multicapa, se pueden usar en ambos lados del núcleo para admitir el enrutamiento en cada capa.
• PCB con respaldo de metal: En este tipo de PCB, la capa metálica está en la parte posterior de la placa de circuito, mientras que los componentes están unidos en otra capa. El enrutamiento no es posible para las trazas, aunque los orificios pasantes pueden trabajar activamente para desarrollar la ruta entre las capas dieléctricas.

Proceso de manufactura

PCB con núcleo de metal son el resultado de un procedimiento sistemático que cuida mucho las capas metálicas en el apilamiento. Para tableros de una sola capa, sin transición de capa a la placa de metal, el proceso estándar puede hacer el trabajo requerido con dieléctricos FR4, donde las capas se presionan y se unen a la placa de metal.

Por otro lado, las acumulaciones dieléctricas multijugador requieren que se perfore el núcleo para la transición de capas. El proceso comienza perforando agujeros más grandes en la capa y luego tapando un gel aislante. Tan pronto como se aplica, el gel se endurece y prepara los componentes para el recubrimiento con cobre, como el estándar. El apilamiento restante se presiona y se une a la capa de metal, mientras que se hacen orificios pasantes en el apilamiento. El proceso se completa con el emplatado y la limpieza.

Selección de componentes de PCB

No importa si los usuarios planean hacer una placa de circuito impreso térmica en una PCB rígido-flexible, PCB de alta conductividad térmica o FR4, las herramientas y el software de diseño son importantes para obtener los componentes. Las piezas montadas en superficie suelen ser ideales para PCB de núcleo de metal debido a la disponibilidad de capas de núcleo de metal todo el tiempo. Sin embargo, los orificios pasantes podrían ser la siguiente opción, pero requieren mucho cuidado al soldar a través de la placa con respaldo de metal.

Preguntas Frecuentes

• ¿Es posible comparar la conductividad térmica de MCPCB con FR4?

Sí, se pueden comparar: FR4 es famoso por su baja conductividad térmica, es decir, 0.3 W, mientras que este último ofrece una conductividad más alta que varía de 1.0 W a 4.0 W.

• ¿Qué hace que el aluminio sea una opción preferible para la base en lugar del cobre?

La respuesta de una palabra es asequibilidad. El cobre es propenso a la corrosión y, al mismo tiempo, es relativamente costoso.

• ¿Hay verificaciones de reglas de diseño para PCB térmicos?

Sí, muchos fabricantes ofrecen controles de diseño para asegurarse de que habrá menos o ningún error con el que lidiar en el futuro.

• ¿Los fabricantes realizan cantidades de prototipos?

Sí, los fabricantes de MCPCB ofrecer cantidades prototipo sin comprometer la calidad.

Palabras finales

Con todo, PCB de núcleo de metal ha supuesto una gran revolución en los procedimientos de fabricación en todo el mundo. Más y más máquinas vienen con estas adiciones que prometen eficiencia y mejor productividad para cumplir con los objetivos de producción.