Váš spoľahlivý výrobca PCB s kovovým jadrom v Číne

Ak teplota vašej dosky plošných spojov začne stúpať, budete cítiť viac tepla ako komponenty obvodovej dosky. Nadmerné teplo nie je nikdy dobré pre žiadnu obvodovú dosku, pretože môže poškodiť komponenty a v dôsledku toho spôsobiť poruchy v zariadení.

Prebytočné teplo z elektronického zariadenia nemôžete schladiť pomocou bežných ventilátorov. To je dôvod, prečo sa PCB s kovovým jadrom stáva užitočným pri riadení tepla.

Vodivý chladiaci systém dosiek plošných spojov kovových dosiek je teda veľmi vhodnou možnosťou.

Pri vodivom chladení odovzdáva kovové jadro teplo z horúcej časti do chladnejšej časti pomocou priameho kontaktu.

Musíte vedieť, že teplo sa vždy presúva z horúceho predmetu na chladný predmet a kovové jadro ochladzuje dosku pomocou tohto jednoduchého procesu.

Existuje päť typov dosiek plošných spojov s kovovým jadrom, kde sa používa kovové jadro. Oni sú :

Jednovrstvový PCB

Jednovrstvová doska plošných spojov sa dodáva s kovovým jadrom. Tu výrobcovia používajú zliatinu hliníka alebo medi len na jednej strane dosky plošných spojov. Potom oni spájkovacia maska nevodivá dielektrická vrstva, IC komponenty a medená obvodová vrstva.

Kovové jadro PCB s jednou vrstvou

Teplo z fólie a komponentov sa tu vďaka predimpregnovanému dielektriku plynule prenáša na základnú paletu. Kovová základná doska poskytuje mechanickú integritu jednostrannému substrátu. Tu sú niektoré aplikácie jednovrstvovej dosky plošných spojov:

• Audio zariadenie
• LED osvetlenie
• relé (automobilový priemysel)
• Baliace zariadenie
• Senzory

DPS s kovovým jadrom COB

Mikročip nájdete v COB MCPB. Mikroprocesor alebo integrovaný obvod je zapojený a priamo pripojený k doske, aby poskytoval energiu doske. Priamo sa dotýka aj kovového jadra na prenos tepla.

DPS s kovovým jadrom COB

V typických PCB s kovovým jadrom je medzi kovovým jadrom a medenou vrstvou dielektrická vrstva. Ale v COB nenájdete žiadnu dielektrickú vrstvu, pretože čip sa priamo dotýka kovového jadra.

Výrobcovia zvyčajne používajú hliník ako kovové jadro. Výsledkom je, že jeho tepelná vodivosť je vyššia ako 200 W/mK. Tu sú niektoré aplikácie PCB s kovovým jadrom COB:

• Vysoko výkonná LED
• Elektrické osvetlenie
• Automobilový priemysel
• Zdroj
• Predné LED svetlo e-knihy
• Parkovisko a pouličné osvetlenie
• Osvetlenie záhradníctva a poľnohospodárstva
• Mnohé ďalšie produkty vyžadujú tepelné riešenia.

Dvojvrstvová doska plošných spojov

V dvojvrstvovej DPS obsahuje spodná časť kovové jadro. Na jej vrchu nájdete dvojvodičovú vrstvu. Pre kovové časti výrobcovia používajú hliník, zliatiny železa alebo meď. Dielektrická vrstva je medzi kovovým jadrom a medenou vrstvou.

Dvojvrstvové kovové jadro PCB

Dvojvrstvové PCB potrebujú ďalší krok na laminovanie kovového jadra a zobrazovaného tepelne vodivého laminátu. Ak to porovnáte s FR4, tento proces si vyžaduje pokročilú technológiu a veľa skúseností.

Tu sú niektoré aplikácie, ktoré používajú dvojvrstvové PCB:

• Invertory, relé výkonového usmerňovača a iné výkonové moduly.
• Automatizačné vybavenie pre kancelárie
• Predzosilňovače, symetrické zosilňovače a ďalšie audio zariadenia
• Elektronické regulátory a regulátory výkonu v automobiloch
• Vysokofrekvenčné zosilňovače, prenosové obvody a iné elektronické zariadenia sa používajú v komunikačnej technike.

Viacvrstvové PCB

Ide o najrobustnejší typ PCB, ktorý poskytuje dizajnérom najvyššiu úroveň flexibility. Vo viacvrstvových DPS nájdete viac ako dve vrstvy medi ako 4L, 6L, 8L atď.

Tieto dosky plošných spojov ponúkajú množstvo výhod v dizajne a sú kompaktné.

Viacvrstvové kovové jadro PCB

Čo sa týka jeho zložitosti, výrobcovia potrebujú na výrobu viacvrstvových PCB s kovovým jadrom veľmi pokročilú technológiu, vysoké zručnosti a skúsenosti.

Tu sú niektoré aplikácie, ktoré používajú viacvrstvové PCB:

• Atómové urýchľovače
• Vybavenie pre vesmírny program
• Satelitné systémy
• Súborové servery
• Srdcové monitory
• Systémy prenosu signálu
• Nukleárne detekčné systémy
• Zariadenia na analýzu počasia
• Receptory z optických vlákien

Na základni DPS s kovovým jadrom alebo MCPCB sa používajú tri typy kovov. Sú to zliatiny hliníka, medi a železa.

Hliník je najrozšírenejším kovom pre dosky plošných spojov s kovovým jadrom, najmä v svetelnom priemysle LED, kvôli jeho nízkej cene. Meď poskytuje lepší výkon, ale je drahá. Zliatina železa alebo oceľ je tuhšia ako meď a hliník, ale tepelná vodivosť je nižšia.

Ktorý základ si vybrať závisí od vás a aplikácie, na ktorej pracujete.

Hliníkový PCB

Tvorba hliníkových PCB je

Obvodová vrstva (medená vrstva) + dielektrická vrstva alebo inzultovaná vrstva + hliníková vrstva.

PCB s hliníkovým jadrom

Cena: Cena závisí od hrúbky PCB a tepelnej vodivosti. Ak nakupujete v továrni v USA, cena sa zvýši. Ceny čínskych tovární sú nižšie. Poskytujeme veľmi konkurencieschopnú cenu za hliníkové kovové jadro PCB.

PCB s medeným jadrom

Tvorba PCB s medeným jadrom je nasledovná:

Medená vrstva + urazená vrstva + medený substrát.

PCB s hliníkovým jadrom

PCB na báze železa

Tvorba PCB na báze železa je:

Medená vrstva + urazená vrstva + oceľový podklad.

Výrobcovia používajú ako kovovú základňu dva druhy ocele: nehrdzavejúcu oceľ a bežnú oceľ.

Hrúbka vrstvy kovového jadra

Hliník má zvyčajne hrúbku 1.0 mm až 3.2 mm v PCB s kovovým jadrom. Nájdete tu chladič s kovovou základňou na odvádzanie tepla a šetrenie komponentov.

Hrúbka závisí od dosky plošných spojov a typu aplikácie, pre ktorú použijete DPS s kovovým jadrom.

Hrúbka tepelnej vodivosti alebo dielektrickej vrstvy

Zvyčajná hrúbka dielektrickej vrstvy sa pohybuje od 075 mm do 2 mm (003 palca – 008 palca).

Ako hrubá alebo tenká vrstva bude závisieť od prúdu a napätia.

Hrúbka kovového jadra PCB

V PCB s kovovým jadrom je najdôležitejšia dielektrická vrstva, pretože musí udržiavať elektronickú izoláciu, aj keď je svojou povahou tepelne vodivá.

Táto hrúbka je v MCPB kľúčová, pretože musí byť dostatočne hrubá, aby sa zabránilo skratovaniu medeného obvodu, a zároveň dostatočne tenká na udržanie vysokého tepelného výkonu.

Tieto môžu pracovať v prostredí s vysokou teplotou. To je dôvod, prečo sa dosky plošných spojov s kovovým jadrom dodávajú s vysokou tepelnou vodivosťou. Typické hodnoty vodivosti DPS s kovovým jadrom sa pohybujú od 1W/mK do 7W/mK.

Tu je niekoľko tipov, ako môžete zlepšiť tepelné riadenie v PCB s kovovým jadrom:

• Konštrukcia alebo dizajn: je lepšie oddeliť vodiče signálu a vysoký výkon. Zväčšite hrúbku medi a použite ďalšie tepelné priechody.
• Ťažké medené PCB: Meď má vynikajúci tepelný vodič. Ťažké medi ako 10 oz, 20 oz, 30 oz zlepšujú odvod tepla.
• PCB na hliníkovej báze: Tepelná vodivosť PCB na hliníkovej báze je 1W/m·K až 3 W/m·K. Hliník dokáže veľmi rýchlo šíriť teplo.
• Doska plošných spojov na báze medi: Meď má väčšiu tepelnú vodivosť ako hliník v rozmedzí od 4 W/m·K do 7 W/m·K. Táto základňa šíri teplo oveľa efektívnejšie ako PCB na báze hliníka.

Tepelná vodivosť

CEM3 alebo FR4 nie je dobrý vodič tepla. Ak je tepelná vodivosť základných materiálov použitých v PCB nižšia, môže to poškodiť komponenty dosky PCB. Vtedy sa stanú užitočné dosky plošných spojov s kovovým jadrom.

MCPCB majú vynikajúce tepelné vodivé vlastnosti, ktoré chránia komponenty pred poškodením.

Rozptyl tepla

Poskytuje vynikajúcu schopnosť odvádzať teplo. PCB s kovovým jadrom dokáže veľmi efektívne odvádzať teplo z integrovaných obvodov. Tepelne vodivá vrstva potom prenáša teplo na kovovú základňu.

Stabilita mierky

Poskytuje väčšiu rozmerovú stabilitu ako iné typy PCB. Hliníkové kovové jadro zmení svoju veľkosť na 2.5 ~ 3 % po dosiahnutí teploty z 30 °C na 140 – 150 °C

Menej skreslenia

Keďže dosky plošných spojov s kovovým jadrom majú dobré vlastnosti rozptylu a tepelnej vodivosti, sú menej náchylné na skreslenie, ku ktorému môže dôjsť v dôsledku indukovaného tepla. Kvôli tejto vlastnosti metalcore sú dosky plošných spojov prvou voľbou pre napájacie aplikácie, ktoré vyžadujú vysoké spínanie.

Tepelná rozťažnosť

Musíte vedieť, že každý predmet sa rozťahuje a zmenšuje, keď je vystavený teplu a chladu. MCPCB sa dodávajú s vynikajúcou tepelnou rozťažnosťou. To znamená, že PCB s kovovým jadrom sú schopné prekonať problémy s tepelnou rozťažnosťou a kontrakciou. Vďaka tejto vlastnosti je zariadenie odolnejšie a má dlhú životnosť.

Každá PCB má svoje výhody a nevýhody. Rovnako ako oni, aj PCB s kovovým jadrom majú určité nevýhody. Oni sú :

• Hmotnosť: Metalcore PCB vážia vyššiu ako bežné FR4 PCB. Preto sú aplikácie o niečo ťažšie.
• Expanzívna: V porovnaní s typickými FR4 PCB sú dosky s kovovým jadrom drahé. Nemôžete za to, pretože výrobný proces je oveľa zložitejší ako bežné PCB.
• Proces montáže komponentov: Ak to porovnáte s bežnou doskou, proces montáže komponentov pre PCB s kovovým jadrom je dosť zložitý.

Tu sú kroky výroby a výrobného procesu PCB s kovovým jadrom:

Krok 1: Najprv musíte navrhnúť PCB pomocou vhodného softvéru, aby ste poskytli plán, ktorý chcete vyrobiť. Po dokončení návrhu PCB s kovovým jadrom ho odošlete vášmu výrobcovi.

Krok 2: Týmto krokom je vytlačenie dizajnu PCB s kovovým jadrom. Tu výrobcovia používajú čierny atrament na odpálenie stôp medi a číry atrament na identifikáciu nevodivých oblastí. Vo vonkajšej vrstve používajú opačný proces.

Krok 3: V tomto kroku výrobca vopred spojí meď s laminátovým kusom, ktorý funguje ako štruktúra pre PCB. Za odhalenie modrotlače odleptajú meď. Odolnosť musíte posilniť ultrafialovým svetlom.

Potom musíte dosku umyť alkalickým roztokom. Týmto spôsobom môžete odstrániť zvyšok fotorezistu.

Krok 4: Teraz je čas odstrániť všetku nepotrebnú meď. Na umývanie dosky musíte použiť výkonný roztok. A potom vykonajte zarovnanie.

Môžete použiť stroj na optickú kontrolu, aby ste sa uistili, že neexistujú žiadne chyby.

Krok 5: Teraz je čas laminovať vrstvu PCB. Vonkajšia vrstva je vyrobená z medenej fólie. Vrstvy DPS musíte stlačiť kovovými svorkami.

Krok 6: Tu vyvŕtate dosku. Pomocou röntgenového prístroja lokalizujte miesta vŕtania. Pre presnejšie vŕtanie použite počítačom podporovanú vŕtačku.

Krok 7: Po dokončení vŕtania je čas osadiť dosku. Na umytie dosky plošných spojov použite sériu chemikálií, aby ste ju pokryli hrubou medenou vrstvou. Tým sa zakryjú aj otvory, ktoré ste vyvŕtali v predchádzajúcom kroku.

Krok 8: Teraz je čas predstaviť si a zasadiť vonkajšiu vrstvu. Meď môžete chrániť pridaním vrstvy cínu na vonkajšiu vrstvu PCB s kovovým jadrom.

Krok 9: Urobíte konečné leptanie na vonkajšiu vrstvu. Po umytí nežiaducej medi je vaša doska s kovovým jadrom pripravená na maskovanie spájkovaním.

Krok 10: Teraz môžete na dosku plošných spojov aplikovať spájkovaciu masku a potom použiť ultrafialové svetlo. Musíte odstrániť označenú časť značky spájky. Potom pečte posledný kus spájkovacej masky v rúre.

Krok 11: Na dokončenie dosky plošných spojov použite sieťotlač. Na ochranu komponentov a medi použite v tomto procese materiál na povrchovú úpravu.

Pred začatím rezania by ste mali vykonať elektrické testy. Na rezanie dosky použite vhodnú metódu.

Pozrite si video o hliníkovej POB tlači

Mali by ste iba používať povrchovo montované komponenty namiesto pokovovania cez dizajn vo vašom dizajne. Ako viete, spodná vrstva PCB s kovovým jadrom pozostáva z hrubého kovového kusu, takže ak použijete pokovovaný priechodný otvor, vytvorí sa skrat.

Povrchová montáž plošných spojov s kovovým jadrom

Na šírenie tepla z dosky nepotrebujete priechody v doskách Metalcore PCB. Celá spodná časť dosky plošných spojov s kovovým jadrom je vyrobená z kovu s účinnou tepelnou vodivosťou. Na ochladenie dosky teda nepotrebujete priechodky.

Kvôli kovovej základni väčšina DPS s kovovým jadrom potrebuje minimálne vŕtanie. Niekedy je potrebných niekoľko veľkých montážnych otvorov.

PCB s kovovým jadrom vs FR4 PCB

Tu je rozdiel medzi PCB s kovovým jadrom a PCB FR4

LED priemysel používa PCB s kovovým jadrom rôzne aplikácie z nasledujúcich dôvodov:

• Pre svoju stabilitu sú najvhodnejšie pre aplikácie s vysokou hustotou.
• Sú efektívnejšie pri odvádzaní tepelného tepla v porovnaní s FR4 PCB.
• Nie sú náchylné na tepelnú deformáciu.

Rozptyl tepla

PCB s kovovým jadrom sú známe svojou tepelnou vodivosťou. Ak je MCPCB vyrobený z bežného substrátu, mali by ste si uvedomiť, že ide o slabé vodiče.

Kvalitné dosky plošných spojov s kovovým jadrom majú vyššiu schopnosť rozptylu.

Tepelná rozťažnosť

Mali by ste vážne zvážiť tepelnú kontrakciu a expanziu. Dobrá doska s kovovým jadrom má vždy minimálnu tepelnú rozťažnosť. V čase zvýšenej teploty sa stáva odolnejším.

MCPCB tepelná podložka

Magnetické tienenie

Ak dôjde k elektromagnetickému rušeniu, PCB s kovovým jadrom môže tieniť komponenty. majú medené a hliníkové jadrá a preto poskytujú vynikajúce magnetické tienenie.

Áno. Viacvrstvové dosky plošných spojov s kovovým jadrom sa dodávajú s chladičom. Chladiče viacvrstvových PCB ochladzujú vnútorné vrstvy. Jednovrstvová doska plošných spojov s kovovým jadrom nepotrebuje chladič na šírenie tepla.

Áno, je. Mali by ste vykonať dôkazový test pre PCB s kovovým jadrom; inak nemôžete identifikovať nedostatky. Problémy vznikajú väčšinou vo fáze výroby. Ak nespustíte dôkazový test, môžete skončiť s chybnou doskou.

Na zistenie problémov môžete použiť rôzne testovacie postupy. Napríklad väčšinu nedostatkov môžete identifikovať pomocou vizuálneho automatizovaného kontrolného stroja.

V niektorých prípadoch sú veľmi dôležité aj manuálne kontroly.

Testy by ste mali vykonávať v každej fáze výroby. Okrem toho by ste mali otestovať aj diódy, kondenzátory a odpory.

PCBMay vedie Výrobca DPS v Číne. Ponúkame originálny návrh DPS, montáž DPS a výrobu DPS.

Metalcore PCB nie je také jednoduché ako FR4 PCB a potrebuje veľa skúseností pre vysokokvalitné produkty. S viac ako 15-ročnými skúsenosťami poskytujeme DPS s kovovým jadrom s najvyšším štandardom.

Na výrobu našich PCB používame najmodernejšie technológie a vysoko kvalifikovaných inžinierov a pracovníkov. Vďaka tejto kvalite sa naše PCB používajú vo viac ako 60 krajinách sveta.

Dúfame, že po prečítaní tohto článku teraz viete veľa vecí o PCB s kovovým jadrom. Plánujete projekt alebo sa chcete dozvedieť viac o tejto téme? Na akékoľvek otázky vám radi odpovieme. Stačí nám poslať správu a my sa vám obratom ozveme.