PCB céramique vs FR4 vs MCPCB

Quelle est la différence entre PCB en céramique, FR4 et MCPCB ?

Si vous utilisez des cartes de circuits imprimés, vous pouvez utiliser les cartes FR4 standard ou vous pouvez opter pour une carte de circuit imprimé à noyau métallique (MCPCB). Les cartes de circuits imprimés en céramique sont un type de PCB à noyau métallique que vous pouvez préférer. Il n'y a certainement rien de mal avec les cartes FR4, et si vous les utilisez efficacement dans votre entreprise, vous voudrez probablement continuer à le faire. Mais juste au cas où, c'est une bonne idée de comprendre les distinctions entre les cartes FR4 standard et les cartes à noyau métallique.

Le choix que vous ferez dépendra des exigences des applications particulières pour lesquelles vous utiliserez vos cartes de circuits imprimés. Quels sont donc les différents avantages et inconvénients des cartes FR4 par rapport aux cartes MCPCB ou céramique ?

FR4 contre MCPCB

L'une des principales raisons pour lesquelles vous éviteriez FR4 par rapport à une carte de circuit imprimé en céramique ou à une autre carte MCPCB est liée au transfert de chaleur. Les PCB en céramique comme le nitrure d'aluminium (AlN) et l'oxyde d'aluminium (Al203) sont extrêmement conducteurs thermiquement. Le matériau PCB FR4 ne l'est pas. Si vous utilisez vos cartes dans des applications où la chaleur est un réel problème, comme l'éclairage LED, vous voudrez probablement vous éloigner des cartes FR4 standard vers des cartes en céramique ou d'autres PCB à noyau métallique, car les cartes à noyau métallique peuvent plus facilement évacuer l'excès de chaleur. des points chauds qui peuvent finalement endommager la carte en réduisant la durée de vie des jonctions semi-conductrices.

D'autres matériaux de PCB à noyau métallique en plus de l'aluminium et du béryllium peuvent inclure des alliages de cuivre et d'acier. Les alliages d'acier offrent une rigidité que vous n'obtiendrez pas avec le cuivre et l'aluminium, mais ne sont pas aussi efficaces pour le transfert de chaleur. Le cuivre a la meilleure capacité à transférer et à dissiper la chaleur dans le cadre de vos cartes de circuits imprimés, mais il est un peu cher - donc les entreprises à petit budget qui produisent ou achètent de nombreuses cartes de circuits imprimés opteront souvent pour l'aluminium comme source de chaleur moins chère mais toujours très efficace. alternative dissipatrice aux cartes FR4.

Cartes de circuits imprimés en aluminium

Pour la plupart des entreprises, la solution la plus rentable sera les cartes de circuits imprimés à noyau métallique avec une base en aluminium. Vous obtenez une bonne rigidité et conductivité thermique à un prix plus raisonnable. Pour cette raison, si vous commandez des circuits imprimés à noyau métallique et que vous ne spécifiez pas de cuivre, vous pouvez généralement vous attendre à un noyau en aluminium.

Comment les PCB à noyau métallique dissipent la chaleur

La raison pour laquelle les PCB à noyau métallique sont tellement plus efficaces pour dissiper la chaleur que les cartes FR4 est due à leur matériau diélectrique à conductivité thermique, qui sert de pont thermique entre les composants IC et la plaque métallique, conduisant automatiquement la chaleur à travers le noyau vers un dissipateur thermique. . Si vous avez des cartes FR4, vous devez ajouter un dissipateur de chaleur topique pour transférer la chaleur à travers la carte ou cela créera des points chauds potentiellement dommageables.

Autres avantages des MCPCB

En plus d'empêcher les points chauds, les propriétés de conductivité thermique d'un PCB à noyau métallique entraînent également une moindre dilatation thermique et, par conséquent, une plus grande stabilité dimensionnelle. La dilatation thermique peut amener différentes couches de la carte à prendre des formes ou des tailles différentes, affectant l'intégrité et la fonctionnalité de la carte. Une protection contre la dilatation thermique est souhaitable.

Où utiliser un circuit imprimé en céramique ou un circuit imprimé à noyau métallique ?

Il est important de comprendre qu'il existe de nombreuses circonstances où l'utilisation d'une carte FR4 est indiquée et parfaitement acceptable. Certaines applications, cependant, nécessiteront un PCB à noyau en céramique ou autre métal pour éviter de mettre votre produit en danger. Ceux-ci incluent :

• Lumières LED, en particulier les projecteurs et les LED à courant élevé
• Voitures, en particulier contrôleurs de puissance, systèmes optiques variables, convertisseurs d'échange et régulateurs de puissance pour voitures
• Équipement électrique industriel
• Imprimantes
• Baies IC
• Appareils de réfrigération à semi-conducteurs
• Amplificateurs audio
• Transistors et matrices de transistors haute puissance
• Substrats de cellules solaires
• Autres applications d'alimentation, telles que les convertisseurs CC et les régulateurs

Quels types de PCB à noyau métallique sont disponibles ?

Les cartes de circuits imprimés à noyau métallique sont disponibles sous forme de PCB monocouche, de PCB monocouche Chip-on-Board, de PCB double couche, de PCB double face et de PCB multicouche. Encore une fois, votre choix dépendra de vos besoins personnels en matière d'application PCB.

Contactez Millennium Circuits Limited pour tous vos besoins en PCB dès aujourd'hui

Quel que soit le type de cartes de circuits imprimés dont vous avez besoin, contactez MCL pour le faire. Nous proposons une grande variété d'options de circuits imprimés, notamment des cartes en céramique, des cartes en cuivre et des cartes en aluminium à une ou plusieurs couches.

Si vous n'êtes pas sûr du type de cartes dont vous avez besoin ou si vous avez des questions concernant nos PCB - du prix au mode de livraison en passant par des informations spécifiques sur certaines cartes - n'hésitez pas à nous appeler au 717-558-5975 ou à soumettre un demandez en ligne un devis gratuit et rapide sur les PCB.