Metalowy rdzeń PCB (MCPCB) to rodzaj płytki drukowanej, w której wykorzystuje się metalowy materiał bazowy, taki jak miedź, aluminium, lub stopu stali zamiast tradycyjnego FR4 materiał. Jak sama nazwa wskazuje, MCPCB zawierają metalową warstwę rdzenia, która pozwala im skuteczniej odprowadzać ciepło niż standardowe płytki drukowane. Dzięki swoim doskonałym właściwościom odprowadzania ciepła, W ostatnich latach MCPCB cieszą się coraz większą popularnością. W tym artykule, przedstawimy więcej szczegółów na temat metalowej płytki PCB, w tym jej funkcji, Zalety, Aplikacje, i tak dalej, teraz czytajmy dalej.
Podstawowy Wiedza o Metalowy rdzeń PCB
Po pierwsze, daj nam znać kilka podstawowych informacji o PCB z metalowym rdzeniem:
Podstawowe struktury MCPCB
Maska lutownicza
Warstwa obwodu
Warstwa miedzi
Warstwa dielektryczna
Metalowa warstwa rdzenia
Radiator
Materiał używany do MCPCB
W większości przypadków, ludzie używają aluminium i miedzi jako materiałów metalowego rdzenia, podczas gdy niektórzy mogą używać innych metali przewodzących oraz mieszaniny specjalnych stopów. Różne metale mają różne właściwości, na przykład, aluminium jest tańsze niż miedź, ale miedź ma lepszą wydajność rozpraszania ciepła. Stal nierdzewna ma niski poziom przewodność cieplna ale jest sztywniejszy. W związku z tym, przy doborze materiałów na rdzeń metalowy należy wziąć pod uwagę zastosowanie i środowisko użytkowania PCB.
Różne typy MCPCB
Zgodnie z lokalizacją rdzenia metalowego i liczbą warstw śladowych, metalowy rdzeń PCB możemy podzielić na cztery typy, oni są:
Jednowarstwowy MCPCB: Odnosi się do MCPCB z tylko jedną warstwą śladową po jednej stronie.
Dwuwarstwowe MCPCB: Ten rodzaj MCPCB ma dwie warstwy śladowe po tej samej stronie.
Dwustronna warstwa MCPCB: Dla tego typu MCPCB, po każdej stronie znajdują się dwie warstwy śladowe.
Wielowarstwowe MCPCB: Odnosi się do rodzaju metalowej płytki PCB z więcej niż 2 warstwy śladowe na deskę.
Cechy z metalowego rdzenia PCB
W tej sekcji, przyjrzymy się funkcjom MCPCB:
- Grubość metalowego rdzenia PCB
Jeśli użyjemy aluminium jako metalowego rdzenia, to jego grubość wynosi 0.8-2.0 mm. jednak, jeśli użyjemy miedzi jako metalowego rdzenia, to jej grubość wynosi 1-5 mm. jednak, metalowe rdzenie mogą odbiegać od tych wymiarów. Więc, możliwe są grubsze i cieńsze płyty.
- Przewodność cieplna PCB z metalowym rdzeniem
Przewodność cieplna materiału pokazuje, w jaki sposób pozwala on na przepływ ciepła. Więc, dotyczy zdolności materiału do rozpraszania ciepła. Przewodność cieplna PCB z metalowym rdzeniem wynosi zwykle między 1,5 W/(m·K) i 2,0 W/(m·K)
- Wytrzymałość na odrywanie metalowego rdzenia PCB
Jest to siła potrzebna do usunięcia materiału z przyczepionej powierzchni. Wytrzymałość MCPCB na odrywanie jest zwykle większa niż 9 funtów/cal.
W poniższej tabeli, podajemy również kilka innych cech PCB z metalowym rdzeniem, abyś mógł je dobrze zrozumieć.
| Grubość aluminium | 0.8-2.0mm |
| Przewodność cieplna | 1.5W – 2.0W/(m·K) |
| Siła łuszczenia | >9funt/cale |
| Odporność na lutowanie | SF: 288℃, >180 sek |
| Napięcie przebicia | >3000v |
| Kąt strat dielektrycznych | 0.03 |
| Palność | UL 94V-0 |
| Grubość aluminium | 0.8-2.0mm |
Zalety PCB z metalowym rdzeniem
Oprócz doskonałego odprowadzania ciepła, metalowe PCB mają wiele zalet, takich jak wyższa gęstość mocy i lepsze sprzężenie pojemnościowe. Tutaj szczegółowo omawiamy jego cztery zalety:
- Rozpraszanie ciepła
Płytki PCB z metalowym rdzeniem mają wyższą przewodność cieplną, i mogą przenosić ciepło kilka razy szybciej niż te PCB, które są wykonane z FR-4. Dodatkowo, ze względu na wysoką sprawność wymiany energii cieplnej, metalowa płytka drukowana może wykorzystywać cienką warstwę miedzi;, co jest korzystne w celu zmniejszenia ogólnego grubość PCB i koszt jego wytworzenia.
- Stabilność wymiarowa
Do płytek drukowanych wykonanych z tradycyjnych materiałów, takich jak FR4, na ich wymiary będą miały wpływ zmiany w środowisku użytkowania, takich jak wzrost temperatur, podczas gdy metalowy rdzeń PCB jest stosunkowo stabilny. Doświadczenia pokazują, że zmiana wymiarów płytek PCB z warstwami metalowymi jest kontrolowana w zakresie 2.5% do 3.0% przy zmianie temperatury z 30°C na 150°C.
- Większa możliwość recyklingu
Metalowe płytki PCB charakteryzują się wyższą zdolnością do recyklingu, wiele metali jest przyjaznych dla środowiska. Są nietoksyczne i można je bez problemu poddać recyklingowi. Weźmy tylko aluminium jako przykład, z jednej strony, jest bardzo łatwy w recyklingu, z drugiej strony, jest tańszy niż radiatory, ponieważ można go łatwo wydobywać i rafinować, więc możemy skorzystać aluminiowa płytka drukowana jako opłacalna alternatywa.
- Dłuższa żywotność
PCB z metalowym rdzeniem mają dłuższą żywotność, ponieważ są mocniejsze i trwalsze niż PCB wykonane z ceramiki i włókna szklanego. Jak wszyscy wiemy, metale są wytrzymałe i mogą wytrzymać wstrząsy fizyczne, wykorzystując metale jako materiały produkcji PCB może zmniejszyć ryzyko pęknięcia na etapach produkcji i montażu, co również wzmacnia produkty końcowe.
Płytka z metalowym rdzeniem vs. Standardowa płytka drukowana
W tej sekcji, narysujemy porównanie między MCPCB a standardową płytką drukowaną.
- Przewodność
Standardowa płytka drukowana ma niską przewodność cieplną, która wynosi około 0,3 W. Natomiast MCPCB ma wyższą przewodność cieplną, która waha się od 1-2W.
- Platerowane przez otwory
W standardowych płytkach drukowanych, często musimy stosować platerowane otwory przelotowe. jednak, niekoniecznie potrzebujemy ich w MCPCB.
- Ulga cieplna lub rozpraszanie ciepła
Musimy użyć przelotek do rozpraszania ciepła w standardowej płytce drukowanej. Oznacza to dłuższe cykle wiercenia i dodatkowe procesy. jednak, MCPCB nie wymaga wiercenia, procesy platerowania lub osadzania. Dzieje się tak, ponieważ metalowy rdzeń umożliwia skuteczne odciążenie termiczne i rozpraszanie ciepła.
- Maska lutownicza
Maska lutownicza ma zwykle ciemne kolory w standardowej płytce drukowanej. Więc, kolory są zwykle czarne, Zielony, niebieski, i czerwony. W związku z tym, nakładamy soldermaskę na górę i dół. Z drugiej strony, w MCPCB, maskę lutowniczą nakładamy tylko na górę i jest ona na ogół w kolorze białym.
- Grubość
Standardowe płytki drukowane mają szeroki zakres dostępnych grubości dzięki zastosowaniu mocowań warstwowych i różnych kombinacji materiałów. jednak, zmienność grubości w MCPCB jest zwykle ograniczona ze względu na dostępne grubości blachy dielektrycznej i grubości płyty nośnej.
- Proces obróbki
Standardowe płytki drukowane wykorzystują konwencjonalne procesy obróbki, takie jak frezowanie, wkręcać, wiercenie, i v-scoring. jednak, potrzebujemy brzeszczot z powłoką diamentową do punktacji v MCPCB. Dzieje się tak, ponieważ cięcie metali wymaga ostrych narzędzi.
| Standardowa płytka drukowana | Metalowy rdzeń PCB | |
| Przewodność | 0.3W | 1-2W |
| Platerowane przez otwory | wymagany | Nie wymagane |
| Rozpraszanie ciepła | sposoby | Metalowy rdzeń |
| Maska lutownicza | Ciemny kolor | Biały kolor |
| Grubość | Szeroki zasięg | Ograniczony |
| Proces obróbki | Zwykłe narzędzia | Ostre narzędzia |
Zastosowania PCB z metalowym rdzeniem
Płytki PCB z metalowym rdzeniem są popularne ze względu na ich doskonałą wydajność i są szeroko stosowane w różnych gałęziach przemysłu:
Światła ledowe: MCPCB często sprawdzają się w takich zastosowaniach, które generują duże ilości ciepła, których nie jesteśmy w stanie wyeliminować za pomocą konwencjonalnych wentylatorów. Często spotykamy MCPCB w technologiach LED, ponieważ pozwalają nam zmniejszyć liczbę diod potrzebnych do wytworzenia określonej ilości oświetlenia i zmniejszyć ilość generowanego ciepła.
Samochód: Klimatyzatory samochodowe, zapłony, zamień konwertery, zmienna optyka, itp. wszystkie używają metalowych płytek drukowanych.
Urządzenia zasilające: Przetwornice mocy, przełączanie regulatorów, konwersja mocy o wysokiej gęstości, i inne urządzenia wymagają zastosowania płytek PCB z metalowym rdzeniem.
Wojsko i lotnictwo: Płytki PCB w zastosowaniach wojskowych i lotniczych muszą wytrzymać ekstremalne temperatury, cykl termiczny, i wilgoć. dodatkowo, muszą znosić częste wstrząsy mechaniczne. W związku z tym, używamy PCB z metalowym rdzeniem, ponieważ spełniają one te wymagania serwisowe i pozwalają na większą integralność strukturalną. Wysoka przewodność cieplna MCPCB zapewnia równomierny rozkład temperatury na tych płytach. Więc, lepiej wytrzymują cykle termiczne, a tym samym zapobiegają tworzeniu się gorących punktów w pobliżu aktywnych komponentów.
MOKO Technology to znana marka w branży PCB i jesteśmy znani z naszych doskonałych usług. Jeśli szukasz niestandardowej produkcji PCB z rdzeniem metalowym do swoich potrzeb, jesteś we właściwym miejscu. MOKO ma duże doświadczenie i dobrze zna różne materiały używane do produkcji metalowych płytek drukowanych, a nasze zaangażowanie w ścisłą kontrolę jakości zapewnia wysoką jakość każdej metalowej płytki PCB. Zapraszamy do kontaktu w celu uzyskania dalszych informacji na temat naszych usług.
