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PCB con anima in metallo
Il tuo affidabile produttore di PCB con nucleo metallico in Cina
- Realizziamo i vostri progetti di PCB multistrato con nucleo metallico (fino a 4 strati).
- Garantiscono risultati termici eccellenti con valori di conduttività fino a 10.0 W/m·K.
- Per garantire la migliore dissipazione del calore è possibile scegliere un PCB con nucleo in alluminio o in rame.
- Sulle nostre schede puoi utilizzare le tue applicazioni più esigenti, come LED ad alta potenza e sistemi automobilistici.
- Tutte le nostre schede sono prodotte secondo gli standard IPC più rigorosi, per garantire la massima affidabilità.
- La perfezione della tua scheda completa è garantita al 100% tramite test elettrici, AOI e raggi X.
I vostri dispositivi elettronici si surriscaldano? Un PCB con anima metallica è la soluzione ideale quando i circuiti stampati convenzionali non riescono a gestire il calore. È anche chiamato PCB a substrato metallico isolato (IMS PCB) ; è simile al popolare FR-4, ma presenta un substrato metallico solido al posto della normale anima in FR-4. Questa soluzione protegge i componenti chiave eliminando il surriscaldamento, aumentando le prestazioni e migliorando l'affidabilità. Questa guida vi mostrerà come questa tecnologia può portare il vostro prossimo progetto a un livello superiore.
Cos'è il PCB con anima in metallo?
Hai mai riscontrato problemi di surriscaldamento con componenti elettronici su una normale scheda FR4? La soluzione diretta è un PCB Metal Core (MCPCB). Un MCPCB, a differenza delle schede tradizionali, ha uno strato di base in metallo, che sostituisce il consueto materiale in fibra di vetro presente nelle schede tradizionali, rendendo l'intera scheda un formidabile dispositivo di dissipazione del calore. Il suo scopo principale è quello di dissipare efficacemente il calore dai componenti delicati, prevenendone il danneggiamento e prolungandone la durata. È anche noto come PCB con substrato metallico isolato (IMS); i nomi hanno lo stesso significato: una scheda progettata per offrire un migliore controllo termico.
La scelta del metallo del nucleo dipende esclusivamente dalla natura del progetto. L'opzione più comune è il PCB con nucleo in alluminio, che offre un buon equilibrio tra conduttività termica e costo, soprattutto per i PCB con nucleo metallico per LED. Un PCB con nucleo in rame è la soluzione ideale se il progetto genera molto calore e richiede prestazioni di alto livello. È più costoso, ma non ha rivali in termini di prestazioni termiche. Esistono anche leghe di acciaio per chi necessita di maggiore rigidità e robustezza.
Struttura di base del PCB con nucleo metallico
Per comprendere la funzionalità del tuo PCB con nucleo metallico, è meglio esaminarne la struttura specifica. Si tratta di uno scudo termico accuratamente progettato per i tuoi circuiti.
Ecco come assembliamo il tuo PCB con nucleo metallico personalizzato, dall'inizio alla fine:
- Maschera per saldatura: Questo è un top coat protettivo. Eviterà la formazione di ponti di saldatura tra i pad durante l'assemblaggio e preverrà l'ossidazione del circuito in rame.
- Strato del circuito: Si tratta di un foglio di rame su cui vengono realizzati i percorsi elettrici. Lo realizziamo in base alle vostre esigenze, generalmente con uno spessore da 1 a 6 g.
- Strato dielettrico: È il nucleo di un PCB IMS. Il materiale ha eccellenti proprietà di isolamento elettrico, ma è anche un buon conduttore di calore. Impedisce il flusso di elettricità al nucleo metallico, consentendo al calore di passare liberamente.
- Strato del nucleo metallico: È la base della scheda. Questo materiale metallico, tipicamente in alluminio o rame, è equivalente a un grande dissipatore di calore che rimuove il calore dallo strato dielettrico e contribuisce al raffreddamento dei componenti.
Nuclei comunemente utilizzati nei PCB con nucleo metallico
Il successo del tuo progetto dipende dalla scelta del giusto materiale per il PCB con anima metallica. La decisione dipende dalle tue esigenze termiche, dai costi e dalle necessità meccaniche. Sebbene disponiamo di leghe speciali, le due principali alternative sono l'alluminio e il rame.
PCB con nucleo in alluminio
Un PCB con nucleo in alluminio dovrebbe essere la soluzione ideale per la maggior parte dei vostri progetti. Offre un'eccellente conduttività termica e un rapporto costo/leggerezza ridotto. È facile da produrre, motivo per cui è diventato uno standard del settore, in particolare nelle applicazioni PCB con nucleo metallico per LED.
PCB con nucleo in rame
Un PCB con nucleo in rame è la soluzione ideale quando i requisiti di progettazione richiedono le massime prestazioni termiche. Il rame è più conduttivo del calore rispetto all'alluminio, il che lo rende più adatto ad applicazioni che richiedono livelli di potenza estremi. Tuttavia, è pesante, costoso e più complesso da realizzare e dovrebbe essere riservato ai progetti più esigenti.
Spessore del nucleo e del rame
È possibile specificare un PCB con anima metallica con uno spessore da 30 a 125 mil. Il circuito stampato può essere realizzato utilizzando un foglio di rame con uno spessore da 1 a 10 once.
Vantaggi del PCB con nucleo metallico
Scegliere un PCB con nucleo metallico offre i vantaggi necessari per la progettazione delle vostre applicazioni ad alta potenza. Risolve direttamente il problema più importante della gestione termica. Il risultato è un prodotto finale di qualità superiore. Scopriamo insieme quali vantaggi possono portare il vostro prossimo progetto a un livello superiore.
Dissipazione del calore superiore
Il principale vantaggio di un PCB IMS è la sua buona dissipazione del calore. La base metallica funge da enorme dissipatore di calore, allontanando efficacemente il calore dannoso dai componenti. Questo mantiene le temperature di esercizio a livelli bassi, motivo per cui sono fondamentali per le applicazioni che richiedono elevata potenza, come i PCB con nucleo metallico per LED.
Maggiore durata e stabilità
Un nucleo metallico nella scheda la renderà molto più resistente. Il PCB con nucleo in alluminio è estremamente resistente rispetto ai PCB commerciali che utilizzano FR4, poiché è resistente ai danni fisici durante l'assemblaggio e il funzionamento. È anche un materiale eccellente e dimensionalmente stabile, quindi la sua forma non si deforma né si deforma al variare della temperatura.
Prestazioni migliorate e libertà di progettazione
Grazie a una migliore gestione del calore, puoi fare ancora di più con i tuoi progetti. Puoi utilizzare comodamente i componenti a una potenza maggiore o avvicinarli per ottenere un design più compatto. Questo ti consente di progettare prodotti ancora più potenti ed efficienti senza dover utilizzare dissipatori o ventole ingombranti e separati.
Leggero ed ecologico
Gli MCPCB sono molto resistenti e, sorprendentemente, anche piuttosto leggeri. Un PCB con nucleo in alluminio può spesso ridurre il peso complessivo del prodotto finale rispetto a un FR4 con dissipatore esterno. Il nucleo in metallo è inoltre atossico e relativamente facile da riciclare, il che lo rende una scelta più responsabile dal punto di vista ambientale.
Tipi di PCB con nucleo metallico
A seconda del progetto, il PCB con nucleo metallico può essere costruito in diversi modi. Li classifichiamo in base al posizionamento del nucleo metallico e degli strati del circuito. Conoscere queste tipologie ti permetterà di scegliere la scheda più adatta alla tua applicazione presso un produttore di PCB con nucleo metallico.
MCPCB a strato singolo
Questa è la forma più elementare di PCB IMS. La sua struttura è semplice ma efficace. Nella parte superiore, si trova uno strato di circuito in rame. Questo strato è schermato da un dielettrico termoconduttivo con base in alluminio o rame. È un'opzione economica e ampiamente utilizzata.
COBMCPCB
COB è l'acronimo di Chip-on-Board . In questa tipologia di PCB, il chip nudo viene posizionato direttamente sul nucleo metallico. Ciò crea un canale diretto per la dissipazione termica, evitando che lo strato dielettrico trasferisca calore in modo non uniforme. Questa tecnologia offre le migliori prestazioni termiche ed è ideale per la realizzazione di PCB con nucleo metallico per LED, anche in progetti complessi.
MCPCB a doppio strato
Si tratta di una scheda con due strati di circuiti in rame sullo stesso lato del nucleo metallico. La solida base metallica è posizionata nella parte inferiore. Questo design può prevedere un percorso più complesso rispetto a una scheda a singolo strato. Tuttavia, è possibile montare i componenti solo sul lato superiore.
MCPCB bifacciale
Il nucleo metallico è posizionato al centro di un MCPCB a doppia faccia, in modo simile a un sandwich. Sia il lato superiore che quello inferiore ospitano un circuito in rame. I due lati sono collegati tramite via, dopodiché è possibile installare componenti su entrambi i lati. Questo design è ottimo per massimizzare la densità del circuito.
MCPCB multistrato
Un PCB multistrato con anima metallica può essere utilizzato per i vostri progetti più complessi. Questa scheda è composta da numerosi circuiti, tutti su una solida base metallica inferiore. È compatibile con vias avanzati, inclusi vias ciechi e interrati . Rappresenta la soluzione ideale per prodotti ad alta densità e ad alta potenza.
Capacità MCPCB di PCBTok
Nella tabella sottostante sono illustrate tutte le nostre capacità e specifiche di produzione.
| Caratteristica | Specifica/Capacità |
Specifiche principali | |
| Materiale / Tipo | PCB con nucleo metallico (MCPCB), nucleo in alluminio, nucleo in rame |
| Conteggio strati | Da 1 a 4 strati |
| Spessore della scheda | Da 0.02 "a 0.18" (da 0.5 mm a 4.6 mm) |
| Peso del rame | 0.5oz a 4oz |
| Dimensioni della scheda | Minimo: 0.2″ x 0.2″ (5x5 mm); Massimo: 43.3″ x 19″ (1100x482 mm) |
Regole di progettazione | |
| Min. Traccia/Spazio | 0.5 oz: 4/4 mil; 1 oz: 5/5 mil (150 µm); 2 oz: 5/7 mil (200 µm); 3 oz: 7/8 mil; 4 oz: 10/10 mil |
| Min. Anello anulare | 0.5 oz: 4 mil; 1 oz: 5 mil (125 µm); 2 oz: 7 mil; 3 oz: 10 mil; 4 oz: 16 mil |
| Dimensioni dei fori e delle vie | NPTH minimo: da 0.7 mm; PTH minimo (2 strati): 0.3 mm; Tolleranza: PTH ±4 mil, NPTH ±3 mil |
Prestazione termica | |
| Conduttività Termica | Rame: 380 W/mK; Alluminio: 140–220 W/mK; Prepreg (Isolamento): 1–8 W/mK |
| Strato isolante (prepreg) | Uno strato più sottile migliora il trasferimento di calore ma riduce la tensione di rottura (ad esempio, uno spessore di 75 µm fornisce una rottura di 6.0 kV) |
| Prestazioni rispetto a FR-4 (LED da 1 W) | Resistenza termica: 3 K/W (contro 8-45 K/W per FR-4) Aumento della temperatura: 10°C (rispetto a 15-53°C per FR-4) |
Capacità speciali | |
| Fresatura asse Z | La fresatura di profondità consente di legare i componenti direttamente alla base in alluminio per il massimo trasferimento di calore. |
Finiture e rivestimenti | |
| Finiture superficiali | HASL (con e senza piombo), ENIG (Immersione Oro), Immersione Argento, OSP |
| Solder Mask | Colori: bianco, nero, verde, ecc. (lucido/opaco); saldatore: 4 mil (verde), 5 mil (altri) |
| Serigrafia | Colori: bianco, nero; dimensioni minime delle caratteristiche: larghezza 5mil / altezza 24mil |
Meccanica e qualità | |
| Profilazione e instradamento | Fresatura CNC, taglio a V; tolleranza: ±5mil; fessura minima: 40mil |
| Test elettrici | Test di sonde volanti e dispositivi di fissaggio (fino a 300 V) |
| Tolleranza all'arco e alla torsione | ≤ 1% |
| Standard di qualità | Classe IPC 2, Classe IPC 3, ISO9000 |
Applicazioni dei PCB Metal Core
I PCB con nucleo metallico offrono un'eccellente gestione termica e una resistenza meccanica superiore, adattandosi così a un'ampia gamma di applicazioni complesse. La loro elevata capacità di dissipazione del calore li rende un componente essenziale per qualsiasi ambiente in cui i componenti siano sottoposti a carichi termici elevati.
- Illuminazione a LED: L'impiego più diffuso degli MCPCB è quello di essere essenziali per gestire l'elevato calore prodotto dai LED ad alta potenza. La loro efficacia nel dissipare questa energia termica garantisce elevate prestazioni e lunga durata in tutti i moderni sistemi di illuminazione, compresi fari e proiettori.
- Commutazione di potenza: Nell'elettronica di potenza, gli MCPCB sono necessari per garantire la stabilità e l'affidabilità del convertitore di potenza. Sono comunemente utilizzati in dispositivi di commutazione ad alta potenza, come relè industriali a stato solido e convertitori CA-CC a semiconduttore di potenza, dove svolgono un ruolo importante nel garantirne il corretto funzionamento grazie a un'adeguata gestione termica.
- Elettronica automobilistica: Le difficili condizioni automobilistiche ad alta temperatura richiedono soluzioni termiche potenti. Gli MCPCB sono componenti essenziali dell'elettronica che opera in prossimità del calore, con il massimo utilizzo nell'unità di controllo del motore (ECU), basata su un substrato con nucleo metallico, poiché sfrutta il calore del motore per dissiparlo e garantire la massima affidabilità.
Perché scegliere PCBTok come partner per i PCB con anima in metallo?
Noi di PCBTok siamo orgogliosi di potervi fornire un prodotto di alta qualità, come i PCB con nucleo metallico, progettati secondo le vostre specifiche e i vostri requisiti, e di fornire supporto per tutto il percorso, dalla prototipazione alla produzione di massa. Non ci occupiamo solo della produzione di MCPCB, ma offriamo anche l'assemblaggio SMT completo, in modo da avere un unico punto di riferimento su cui contare. Grazie alla nostra esperienza nella fabbricazione di PCB con nucleo in alluminio e in rame ad alto spessore, siamo in grado di soddisfare le diverse esigenze progettuali, adattandoci alle specifiche esigenze termiche ed elettriche della vostra applicazione.
In qualità di produttore specializzato di anime metalliche, sulla base delle informazioni fornite, possiamo eseguire controlli delle regole di progettazione (DRC) e controlli di producibilità (DFM) sul vostro progetto. Da un lato, questo garantisce l'eliminazione di difetti di progettazione; dall'altro, ci permette di comprendere meglio il vostro progetto. Questo garantisce una produzione di successo e velocizza il ciclo di vita del progetto. Caricate il vostro file Gerber oggi stesso e lasciate che ci occupiamo del vostro progetto e vi forniamo un preventivo rapido.
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Vuoi iniziare il tuo prossimo progetto? Siamo il produttore professionale di PCB con anima in metallo. Utilizziamo i processi più innovativi per garantire che la tua scheda funzioni a livelli superiori e sia affidabile. Inoltre, i nostri utensili ad alta precisione possono produrre un taglio netto e preciso su ogni scheda.
Durante la produzione di PCB con nucleo metallico, esercitiamo un controllo rigoroso su tutti i fattori, come la resistenza al distacco e la qualità della saldatura. Questo per garantire che la vostra scheda sia ben al di sopra della media in termini di standard elettrici e termici. Che si tratti di un PCB con nucleo metallico a LED o di una scheda utilizzata per alimentatori industriali, offriamo un prodotto su cui potete contare. Richiedete un preventivo a PCBTok oggi stesso.
Domande frequenti
Sì, offriamo servizi di prototipazione PCB con nucleo metallico completo. La procedura è simile a quella della prototipazione PCB tradizionale, il che significa che puoi iniziare facilmente. Ci occupiamo di tutto, inclusa la fabbricazione, l'assemblaggio e il test di funzionalità finale. Hai la garanzia che trasformeremo il tuo progetto in un prototipo accuratamente testato e di alta qualità.
Innanzitutto, è necessario inviare tutti i file di progettazione, solitamente in formato Gerber. Questi file devono specificare chiaramente il layout del circuito, il posizionamento dei componenti e i percorsi di instradamento. È inoltre necessario inviare una distinta base (BOM) dettagliata. È inoltre necessario fornire tutti i componenti, le quantità, i codici di riferimento e i codici dei produttori presenti nella distinta base per rendere l'assemblaggio del prodotto il più semplice e preciso possibile.
No. Sebbene la maggior parte degli MCPCB sia monostrato, realizziamo MCPCB bifacciali, multistrato e persino con separazione termoelettrica per applicazioni complesse e ad alta temperatura.
Un PCB standard con nucleo metallico è composto da tre strati: una base metallica (come un PCB con nucleo in alluminio), uno strato dielettrico sottile e isolante e lo strato superiore in rame su cui vengono posizionate le tracce del circuito.
La distinzione più importante è il materiale del nucleo. Un PCB con nucleo metallico ha una base in alluminio o rame per garantire un'efficiente dissipazione del calore ed è eccellente in applicazioni ad alta temperatura come l'illuminazione a LED con PCB con nucleo metallico. Il FR-4 utilizza un nucleo in fibra di vetro ed è applicabile nell'elettronica di uso generale.
La conduttività termica sarà determinata dal tipo di materiale del PCB con anima metallica selezionato. Le opzioni disponibili variano da un normale 1.0 W/m·K a 10.0 W/m·K. Il valore finale dipende dalla scelta del dielettrico e della base metallica.