Les PCB à noyau métallique expliqués

06 décembre 2021

La demande toujours croissante de fabrication de PCB peut être attribuée aux progrès de l'électronique, à l'automatisation des processus, à la forte augmentation de la demande pour divers appareils et appareils grand public, appareils électromécaniques, etc. Tous ces segments et de nombreux autres segments d'application des PCB ont des exigences différentes en termes de matériaux de PCB, de substrats, de nombre de couches et plus encore. Certaines applications peuvent nécessiter des PCB adaptés aux environnements à haute température, c'est pourquoi des cartes de circuits imprimés à noyau métallique sont utilisées ici. Les PCB à noyau métallique offrent de nombreux avantages par rapport au FR4 ou à tout autre matériau en silicone ou polymère comme base de PCB. Les panneaux à âme métallique sont ceux qui ont des métaux conducteurs tels que l'aluminium et le cuivre comme matériau de base. Cet article traite des détails des PCB à noyau métallique, de leurs avantages, etc.

PCB à noyau métallique en longueur

Ces cartes à noyau métallique sont également appelées PCB thermiques, PCB à revêtement thermique ou substrats métalliques isolés, et à juste titre. En effet, ils répartissent la chaleur presque uniformément dans les deux directions du noyau et sur toutes les couches situées au-dessus et au-dessous. Cela protège la carte et les composants contre les dommages. Ces PCB sont constitués d'une feuille de cuivre, de plaques métalliques et de couches d'isolation thermique. En plus de cela, ils ont un masque de soudure, une couche de circuit, une couche diélectrique et une couche de noyau métallique qui est le dissipateur de chaleur. Alors que la surchauffe est un problème dans la plupart des composants électriques et cela se fait généralement par des ventilateurs de refroidissement ou des ventilateurs d'extraction installés à l'intérieur des boîtiers ou des boîtiers. Cependant, cela n'est pas nécessaire dans les PCB à noyau métallique, car la propagation de la chaleur se produit par refroidissement conducteur, dans lequel la chaleur est uniformément transférée d'une zone chaude à une zone plus froide. Habituellement, l'aluminium est le matériau de base le plus couramment utilisé dans ces PCB car il a un bon taux de dissipation thermique. L'aluminium en tant que métal est résistant mais léger. Bien que le cuivre soit également une bonne option en tant que matériau de base et qu'il soit utilisé dans certaines applications, il est lourd et coûteux. En termes de fabrication également, l'aluminium est plus facile à fabriquer que le cuivre. Un panneau à âme métallique est généralement divisé en 3 couches :

• Couche de feuille de cuivre
• Couche diélectrique mince pour la conductivité thermique
• Couche épaisse de noyau en cuivre ou en aluminium

En règle générale, il est courant d'utiliser la technologie de montage en surface (SMT) au lieu d'un trou traversant pour les PCB métalliques. En effet, l'âme étant un métal conducteur, il existe un risque de court-circuit en cas de montage métallisé traversant. Cela est particulièrement vrai dans le cas d'applications électriques telles que les LED.

Avantages des PCB à noyau métallique

En cas d'applications à haute température, l'augmentation de la chaleur peut augmenter la température des circuits imprimés ainsi que des composants montés dessus, en particulier s'ils sont en FR4 ou en plastique similaire. Cela peut entraîner une surchauffe car la dissipation de chaleur serait limitée au dissipateur de chaleur disponible. Cela peut entraîner une altération du fonctionnement ou des dommages. Par conséquent, les PCB à noyau métallique sont utilisés dans des applications telles que les métaux aident à pousser la chaleur vers le dissipateur thermique et empêchent la surchauffe des cartes et des composants. Voici quelques avantages des PCB à noyau métallique.

• Les métaux sont de bons conducteurs de chaleur et d'électricité, et facilitent donc un transfert de chaleur plus rapide.
• Ces noyaux métalliques sont gravés sur les circuits imprimés, ce qui aide à éloigner la chaleur des composants centraux et du câblage.
• Les métaux comme l'aluminium et le cuivre sont durables, sûrs et durables, et ne présentent pas de problèmes de toxicité comme le plomb.
• Ils résistent aux vibrations et aident à empêcher les composants de se détacher, en particulier dans les applications à fortes vibrations.
• Les noyaux métalliques offrent une meilleure stabilité structurelle et dimensionnelle ainsi qu'une meilleure résistance à la planche.
• Les métaux sont recyclables et, en fait, l'aluminium est plus léger que la plupart des résines époxy et FR4.

Si vous avez une application exigeante et à haute température, dans laquelle vous devez installer un assemblage de PCB dans n'importe quel équipement ou dans le cadre d'un système intégré, opter pour des PCB à noyau métallique serait une sage décision. Cela s'applique particulièrement si vous êtes un OEM de systèmes d'éclairage à LED, car les circuits imprimés à noyau métallique ont une énorme application dans ce segment. Cependant, assurez-vous de vous associer à un fabricant de circuits imprimés et à un fournisseur de services fiables et expérimentés qui comprendraient vos exigences et les personnaliseraient en conséquence. Creative Hi-Tech est un fabricant de PCB bien connu et un fournisseur de services d'assemblage qui se spécialise dans les conceptions et les assemblages de PCB personnalisés. Ils proposent des circuits imprimés à noyau métallique pour les applications exigeantes.

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