Una placa de aluminio o metal-core lleva el circuito sobre un dieléctrico térmicamente conductivo unido a una base metálica. El calor baja en línea recta por la base en lugar de ir de lado a lado por el cobre, y por eso la usan los diseños de iluminación, potencia y motores: la propia placa es el disipador.
Por qué una base metálica en vez de FR-4
- Camino térmico — el calor se reparte por la base bajo cada componente caliente, así que los pads de LED, los MOSFET y las resistencias shunt no necesitan un disipador de aluminio atornillado debajo.
- Rigidez mecánica — un núcleo metálico resiste la flexión en formas largas y delgadas donde el FR-4 necesitaría refuerzos.
- Capacidad de corriente — el cobre de 18 µm a 240 µm aguanta la carga de una etapa driver o de potencia sin ensanchar el layout.
- Estabilidad dimensional — el combado y la torsión se quedan por debajo de 0,5 mm en todo el rango de 5 × 5 mm a 1900 × 480 mm.
Construcciones que se fabrican aquí
MCPCB unifacial con contorno punzonado o ruteado, placas metal-core bifaciales y de 2 a 4 capas, MCPCB COB para matrices LED chip-on-board y placas de base de cobre donde el aluminio no conduce suficiente calor. Las secciones de driver y control que necesitan más densidad se fabrican en FR-4 de hasta 38 capas y se producen en el mismo pedido que la parte metal-core.
Cuándo conviene una placa metal-core
Una base metálica se justifica cuando el calor se reparte sobre una superficie y la placa puede atornillarse a una carcasa metálica: matrices de LED, etapas driver y secciones de potencia de motores. No es la herramienta adecuada cuando la densidad está en el ruteo y no en el calor: una placa de control de paso fino con un solo regulador caliente va sobre FR-4 con un campo de vías térmicas, y solo la zona donde llega la corriente necesita el núcleo metálico.
Las tres bases se distinguen por su margen térmico: el aluminio estándar cubre la mayor parte de la iluminación, la placa de base de cobre se usa donde el aluminio no saca el calor de una superficie pequeña, y el MCPCB COB cuando el dado se pega a la placa en lugar de soldarse como encapsulado. Cuando el propio dieléctrico debe soportar la tensión, un sustrato cerámico sustituye a un núcleo metálico más grueso.
Lo que sostiene el proceso
El ancho y el espaciado mínimos de pista son 0,1 mm con una tolerancia de posición de taladro de ±0,075 mm, así que el paso de los LED y la conexión con el resto de la luminaria se fijan antes del panelado. Los taladros arrancan en 0,2 mm, el punzonado en 1,0 mm, y las ranuras cuadradas desde 0,8 × 0,8 mm se punzonan en la misma pasada que el contorno. El cobre en la pared del orificio va de 18–40 µm, la serigrafía y el marcado de componentes sostienen ±0,075 mm, y la marca de componente más pequeña es de 0,15 mm.
Dónde falla una placa metal-core en servicio
La mayoría de las devoluciones de campo de estas placas se remonta a cuatro puntos, y cada uno se resuelve en el plano y no en la línea:
- Ruptura del dieléctrico en el borde del pad — el campo se concentra donde termina el pad, por eso la geometría del pad y el dieléctrico se eligen junto con la corriente de trabajo, no con el peso de cobre.
- Grietas en la máscara de soldadura junto a un V-cut — separar el panel tensiona la máscara junto a la ranura, así que la línea de rotura se mantiene lejos del borde del pad.
- Combado después de que la carcasa aprieta el panel — un panel que sale plano de la prensa aún puede arquearse en el utillaje; el combado se mantiene por debajo de 0,5 mm y el contorno se rutea o punzona según el plano.
- Juntas abiertas bajo el cuerpo de un conector — el núcleo metálico absorbe el calor de refusión, por eso el perfil se ajusta a esa masa térmica y esas juntas se leen en el equipo de rayos X.
Ensamblaje e inspección
Las bobinas de LED, conectores y terminales se colocan en cuatro líneas SMT que corren seis millones de chips al día y tres líneas DIP que manejan 1,6 millones de piezas de inserción pasante al día, con perfiles de refusión ajustados a la mayor masa térmica de un panel metal-core. La inspección por rayos X cubre las juntas bajo cuerpos de conector, y el cableado, los mazos y el box build siguen en la misma planta, así que una luminaria o una unidad de potencia terminada puede salir como producto ensamblado. Los programas de iluminación se detallan en la página de iluminación LED, y el trabajo metal-core automotriz en PCB automotrices.
Cómo pedir una cotización
Envíe el conjunto Gerber con el tipo de base, el espesor de placa, el peso de cobre, el acabado superficial y la cantidad, más el tipo de LED y la corriente de trabajo cuando haya iluminación. Los prototipos vuelven en 1–3 días y el volumen medio en 4–10 días; la página de capacidades lista los límites de proceso que hay detrás de la cotización, y los certificados están en la página de certificados.
Cuando los paneles metal-core continúan a ensamblaje, la página de ensamblaje de PCB en China cubre SMT, inserción pasante, compra de componentes y box build en la misma planta de Shenzhen.
