Explicación de los PCB con núcleo de metal

6 de diciembre de 2021

La demanda cada vez mayor de fabricación de PCB se puede atribuir a los avances en electrónica, la automatización de procesos, el aumento de la demanda de diversos aparatos y dispositivos de consumo, dispositivos electromecánicos y más. Todos estos y muchos otros segmentos de aplicaciones de PCB tienen diferentes requisitos en términos de materiales de PCB, sustratos, número de capas y más. Algunas aplicaciones pueden requerir PCB que sean adecuadas para entornos de alta temperatura y, por lo tanto, aquí se utilizan placas de circuito impreso con núcleo de metal. Los PCB con núcleo metálico ofrecen muchos beneficios en comparación con FR4 o cualquier otro material de silicona o polímero como base para PCB. Los tableros con núcleo de metal son aquellos que tienen metales conductores como el aluminio y el cobre como material base. Esta publicación analiza los detalles de las PCB con núcleo de metal, sus beneficios y más.

PCB de núcleo metálico en longitud

Estas placas con núcleo de metal también se denominan PCB térmicas, PCB con revestimiento térmico o sustratos metálicos aislados, y con razón. Esto se debe a que distribuyen el calor casi uniformemente en ambas direcciones del núcleo y en todas las capas situadas por encima y por debajo. Esto protege la placa y los componentes de daños. Estos PCB están hechos de una lámina de cobre, placas metálicas y capas de aislamiento térmico. Aparte de esto, tienen una máscara de soldadura, una capa de circuito, una capa dieléctrica y una capa de núcleo de metal que es el disipador de calor. Si bien el sobrecalentamiento es un problema en la mayoría de los componentes eléctricos y esto generalmente se realiza a través de ventiladores de refrigeración o extractores instalados dentro de carcasas o recintos. Sin embargo, esto no es necesario en las placas de circuito impreso con núcleo de metal, ya que la difusión del calor se produce a través del enfriamiento conductivo, en el que el calor se transfiere uniformemente de un área caliente a una más fría. Por lo general, el aluminio es el material de núcleo más común utilizado en estas PCB, ya que tiene una buena tasa de disipación de calor. El aluminio como metal es resistente pero ligero. Si bien el cobre también es una buena opción como material central y se usa en ciertas aplicaciones, es pesado y costoso. También en términos de fabricación, el aluminio es más fácil de fabricar que el cobre. Una placa con núcleo de metal normalmente se divide en 3 capas:

• Capa de lámina de cobre
• Capa dieléctrica delgada para conductividad térmica
• Capa gruesa de núcleo de cobre o aluminio

Por lo general, es común usar tecnología de montaje superficial (SMT) en lugar de orificio pasante para PCB de metal. Esto se debe a que el núcleo, al ser un metal conductor, existe el riesgo de cortocircuitos en caso de montaje con orificio pasante chapado. Esto es especialmente cierto en el caso de aplicaciones eléctricas como los LED.

Beneficios de los PCB con núcleo metálico

En el caso de aplicaciones de alta temperatura, el aumento del calor puede aumentar la temperatura de las placas de circuitos y de los componentes montados en ellas, especialmente si están hechos de FR4 o plásticos similares. Esto puede provocar un sobrecalentamiento, ya que la disipación de calor se limitaría al disipador de calor disponible. Esto puede conducir a un mal funcionamiento o daño. Por lo tanto, los PCB con núcleo de metal se utilizan en aplicaciones tales como los metales que ayudan a empujar el calor hacia el disipador de calor y evitan el sobrecalentamiento de las placas y los componentes. Estos son algunos de los beneficios de las placas de circuito impreso con núcleo de metal.

• Los metales son buenos conductores del calor y la electricidad y, por lo tanto, facilitan una transferencia de calor más rápida.
• Estos núcleos de metal están grabados en las placas de circuito, lo que ayuda a mantener el calor alejado de los componentes centrales y el cableado.
• Los metales como el aluminio y el cobre son duraderos, seguros y duraderos, y no tienen problemas de toxicidad como el plomo.
• Son resistentes a las vibraciones y ayudan a proteger los componentes para que no se desprendan, especialmente en aplicaciones de alta vibración.
• Los núcleos metálicos ofrecen una mejor estabilidad estructural y dimensional, así como también resistencia al tablero.
• Los metales son reciclables y, de hecho, el aluminio es más liviano que la mayoría de los epoxis y FR4.

Si tiene una aplicación exigente y de alta temperatura, en la que necesita instalar un conjunto de PCB en cualquier equipo o como parte de un sistema integrado, optar por PCB con núcleo de metal sería una sabia decisión. Esto se aplica especialmente si usted es un OEM de sistemas de iluminación LED, ya que los PCB con núcleo de metal tienen una gran aplicación en este segmento. Sin embargo, asegúrese de asociarse con un fabricante y proveedor de servicios de PCB confiable y experimentado que comprenda sus requisitos y los adapte en consecuencia. Creative Hi-Tech es un conocido fabricante de PCB y proveedor de servicios de ensamblaje que se especializa en diseños y ensamblajes de PCB personalizados. Ofrecen PCB con núcleo de metal para aplicaciones exigentes.

• Consideraciones de diseño al seleccionar PCB rígidos y flexibles
• Estándares IPC de PCB:Introducción e importancia en la fabricación de PCB de calidad