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MCPCB Fabricante

MCPCB: PCB com material de substrato metálico

MCPCB, que significa Núcleo metálico PCBA placa de circuito impresso (PCB) é exatamente como o seu nome indica: o seu núcleo é feito de metal, normalmente alumínio ou cobre. Este tipo de PCB foi inicialmente desenvolvido na década de 1960 para fazer face às limitações da FR4 ou outros materiais tradicionais em aplicações de alta potência e alta temperatura. Os MCPCB apresentam uma condutividade térmica que varia entre 1W/m-K a 9W/m-K, o que facilita a dissipação eficiente do calor, graças ao seu núcleo metálico integrado.

Melhor fabricante de MCPCB

FS Technology é um fabricante chinês de PCB e PCBA com experiência no fabrico e processamento de vários projectos, incluindo MCPCB. Se tiver requisitos para um projeto, pode explorar a nossa Capacidades de fabrico de PCB ou contacte-nos para obter o melhor orçamento.

Podemos fornecer protótipos de PCB com núcleo metálico ou actividades de produção em massa para clientes em qualquer região do mundo. Os materiais de substrato que normalmente utilizamos incluem ligas de aço, cobre ou alumínio, e estes produtos podem ser aplicados em vários campos, como iluminação, automóvel, telecomunicações, eletrónica de potência e muito mais.

Para melhorar a qualidade da produção do projeto, a FS Technology oferece uma gama de soluções de engenharia, incluindo:

  • Modelação de impedância controlada: Se a sua MCPCB requer uma impedância controlada, a modelação da impedância controlada é uma excelente tecnologia para a conceção e análise de circuitos electrónicos. Garante que as placas produzidas podem funcionar em ambientes que vão dos 100 MHz aos 3 GHz.
  • DRC: Garantir que os layouts dos componentes estão em conformidade com os parâmetros e regras de design necessários após a receção dos ficheiros de design é uma abordagem responsável a um projeto. A equipa de engenharia da FS Technology pode otimizar a sua disposição para aproveitar ao máximo o espaço disponível na placa de circuito impresso.
  • DFM: A FS Technology coloca a tónica na fluidez de todo o processo, concentrando-se no apoio às melhores práticas de fabrico para garantir uma qualidade excecional dos PCB.
  • Conversão de ficheiros: Em certos casos, pode ser necessário converter antigos ficheiros DFX ou DWG gerados por CAD em ficheiros mais complexos Ficheiros Gerber. Os serviços da FS Technology podem concluir rapidamente a conversão de ficheiros DWX e DWG, simplificando o processo de conceção e acelerando a entrega de PCB.

Factores-chave para o sucesso do MCPCB

A escolha do material de substrato afecta significativamente o nível de dificuldade no processamento de PCB. Por exemplo, o FR4 é fácil de processar, a cerâmica apresenta desafios na construção de multicamadas e os metais apresentam uma rigidez inerente. Abaixo, discutiremos os factores-chave para a progressão bem sucedida de projectos de PCB com suporte metálico, tanto do ponto de vista da conceção como do fabrico.

Núcleo metálico

Placa de circuito impresso com dois núcleos metálicos

Tal como outras placas de circuitos, a MCPCB tem uma estrutura semelhante, incluindo máscaras de soldacamadas de circuito, camadas de cobre e camadas dieléctricas. A principal diferença reside na utilização de metal na camada central. Por conseguinte, compreender as características do metal utilizado e adaptá-lo aos requisitos do projeto é crucial para uma conceção bem sucedida. Aqui, apresentamos os materiais do núcleo de alumínio e do núcleo de cobre.

Núcleo de alumínio: Também conhecido como PCB de alumínio ou substrato de alumínio, a camada central de alumínio é ensanduichada entre uma camada de material dielétrico e uma camada de traços de cobre. Normalmente, apresenta-se como um material branco-prateado e é muito utilizado em aplicações de iluminação LED. Dissipa eficazmente o calor do circuito para o ambiente circundante. As suas vantagens incluem uma excelente condutividade térmica, uma melhor relação custo/desempenho e facilidade de fabrico.

Núcleo de cobre: Também conhecida como PCB de cobre ou substrato de cobre, a camada central de cobre é ensanduichada entre uma camada de material dielétrico e uma camada de traços de cobre. Este material possui uma excelente condutividade eléctrica, resistência mecânica e propriedades de blindagem electromagnética, tornando-o adequado para circuitos de RF e aplicações de alta frequência. No entanto, é importante notar que é mais difícil de processar e tem um custo mais elevado. Os materiais com núcleo de cobre têm normalmente um aspeto castanho-avermelhado a castanho-claro. No fabrico de componentes electrónicos, é frequentemente aplicada uma fina camada de ouro ou estanho na superfície do cobre para evitar a oxidação, dando-lhe um aspeto dourado ou prateado.

Concepção

PCB revestido a metal oferece normalmente rigidez porque os materiais metálicos são mais fiáveis e podem suportar tensões físicas como vibração, flexão e impacto mecânico. Por conseguinte, em termos de fiabilidade, os projectistas não precisam de se preocupar demasiado, uma vez que a sua atenção se centra normalmente no desempenho elétrico e nas capacidades térmicas.

Um conceito relacionado é a constante dieléctrica, que descreve a capacidade do material para armazenar energia eléctrica num campo elétrico. Nas placas com núcleo metálico, a constante dieléctrica da camada isolante afecta a impedância da placa, a transmissão do sinal e as operações eléctricas. Por conseguinte, a utilização de materiais dieléctricos precisos com constantes dieléctricas boas e estáveis é crucial para garantir a qualidade do sinal e evitar perdas eléctricas.

A camada dieléctrica é uma camada de isolamento elétrico entre camadas condutoras e desempenha um papel crucial na gestão do calor, dissipando eficazmente o calor dos componentes. A espessura da camada dieléctrica é fundamental na conceção. Os dieléctricos finos ajudam a melhorar a transferência de calor, mas podem afetar o isolamento elétrico. Embora camadas dieléctricas mais espessas possam melhorar o isolamento, podem reduzir a condutividade térmica. Os projectistas devem otimizar a espessura do dielétrico com base nos requisitos térmicos e eléctricos do projeto.

Outro conceito é a condutividade térmica, que define a capacidade de um material para conduzir o calor. Os materiais de elevada condutividade térmica, como o alumínio, podem transferir eficazmente o calor dos componentes electrónicos para o núcleo metálico, que funciona como dissipador de calor. Ao utilizar materiais com boa condutividade térmica, é possível obter uma dissipação de calor eficiente, evitando o sobreaquecimento e prolongando a vida útil do circuito.

Os parâmetros favoráveis de tamanho do traço, como a largura e o espaçamento do traço, também são críticos. Estes parâmetros afectam a capacidade de transporte de corrente dos traços. Os traços mais largos podem suportar correntes mais elevadas sem sobreaquecimento, enquanto o espaçamento adequado dos traços pode evitar interferências eléctricas ou curto-circuitos. Por conseguinte, uma análise cuidadosa da largura dos traços e das opções de espaçamento pode garantir que o MCPCB consegue suportar eficazmente a corrente sem afetar negativamente o funcionamento dos dispositivos ou circuitos.

Fabrico

O fabrico de placas de circuito impresso metálicas apresenta, de facto, uma maior complexidade em comparação com os materiais convencionais. Por conseguinte, a parceria com fabricantes profissionais como a FS Technology é essencial para obter um processamento e apoio especializados.

Uma das principais razões pelas quais os utilizadores optam pelo metal como material de substrato para PCB é a sua excecional condutividade térmica. Por conseguinte, garantir que o processo de fabrico não compromete as propriedades de dissipação de calor do núcleo metálico é uma prioridade importante para os fabricantes. A FS Technology recomenda a utilização de pré-impregnados térmicos de elevado desempenho para melhorar a dissipação térmica global. Estes pré-impregnados contêm normalmente partículas condutoras de calor, como o óxido de alumínio. No entanto, para projectos sensíveis aos custos, é necessária uma análise cuidadosa, uma vez que o custo de fabrico de placa de circuito impresso metálica é normalmente mais elevado, e os pré-impregnados de elevada condutividade térmica podem aumentar ainda mais o custo.

Outra consideração crucial é a forma de unir com segurança o núcleo metálico, a camada de isolamento e as camadas de folha de cobre. Este processo envolve a utilização de adesivos e laminação a alta temperatura e alta pressão. Dado que os substratos metálicos são tipicamente duros e os coeficientes de expansão térmica do metal e dos materiais isolantes são diferentes, um manuseamento incorreto pode levar à delaminação entre camadas. Por conseguinte, os fabricantes devem optar por colas com maior força de ligação e exercer um controlo preciso sobre a temperatura e a pressão no equipamento de laminação.

No Processo de fabrico de PCBA maquinagem CNC é indispensável para operações como a perfuração e a fresagem. No entanto, devido à elevada dureza dos substratos metálicos, o corte a alta velocidade pode gerar calor excessivo, o que pode afetar negativamente as ferramentas e o material do substrato. Assim, é necessário selecionar ferramentas mais resistentes ao desgaste e robustas, planear adequadamente as sequências de corte e utilizar lubrificação e refrigeração para reduzir a acumulação de calor.

Tipos de MCPCB

A FS Technology pode fornecer soluções para vários projectos, com base na nossa capacidade de oferecer diferentes tipos de PCB de substrato metálico. Aqui, vamos apresentá-los a si!

De uma camada a várias camadas

Camada única/face única

MCPCB de camada única

A estrutura MCPCB de camada única/lado único é a mais simples, com componentes e ligações de circuito a aparecerem apenas num lado, normalmente o inferior. Esta estrutura é fácil de fabricar e quase todos os fabricantes de PCB metálicas a podem produzir. Devido ao seu custo de fabrico relativamente mais baixo, é adequada para aplicações económicas. Um exemplo comum é o equipamento áudio, em que o MCPCB de camada única/lado único proporciona uma boa eficiência térmica e resistência mecânica.

Dupla camada/dupla face

Este tipo de placa PCB com núcleo metálico baseia-se na base de camada única/lado único, acrescentando uma camada superior de linhas de traço. Estas aumentam a densidade do circuito e a flexibilidade para a montagem de componentes. A criação de MCPCB de dupla camada/dupla face requer um maior empilhamento de camadas para estabelecer ligações seguras. Estas placas são normalmente utilizadas em circuitos de potência e equipamento de telecomunicações.

Multi-camadas

As MCPCB multicamadas são mais difíceis de fabricar porque têm quatro ou mais camadas de traços, permitindo circuitos complexos e sistemas electrónicos intrincados. Estas placas apresentam várias camadas de traços de cobre e materiais isolantes, interligados através de orifícios de passagem chapeados para fornecer vários pontos de cablagem. É essencial notar que Componentes SMD são normalmente instaláveis numa das camadas, uma vez que existe um substrato metálico por baixo. Esta estrutura adequa-se a aplicações complexas, mas não suporta Componentes DIP.

COB

COB MCPCB

COB, ou Chip-On-Board, é um método único de montagem de componentes electrónicos. Envolve a montagem direta de chips semicondutores nus em MCPCB, eliminando a necessidade de embalagem tradicional de CI. Isto significa que a tecnologia COB não só reduz a necessidade de embalagem, como também proporciona uma disposição de componentes mais compacta e uma dissipação de calor excecional.

Nas placas com núcleo metálico tradicionais, existe uma camada isolante entre os traços de cobre e o núcleo metálico, normalmente com um coeficiente de condutividade térmica que varia entre 1 e 3 W/m-K. No entanto, nas placas COB com núcleo metálico, não existe uma camada isolante porque o núcleo metálico se liga diretamente. Como resultado, oferece um nível mais elevado de condutividade térmica.

Como profissional Empresa de PCBAA FS Technology oferece uma vasta gama de produtos personalizados Serviços de montagem de PCBnão se limitando apenas ao COB. Estamos empenhados em fornecer serviços de alta qualidade para o seu projeto. Se está à procura do fornecedor certo na China, a FS Technology está aqui para o servir com o compromisso 100%.

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