Une carte aluminium ou à cœur métallique porte le circuit sur un diélectrique thermoconducteur collé à une base métallique. Le chemin de chaleur descend directement à travers la base au lieu de passer latéralement par le cuivre, et c'est pourquoi les conceptions d'éclairage, de puissance et de commande moteur l'utilisent : la carte elle-même est le dissipateur.
Pourquoi une base métallique plutôt que du FR-4
- Chemin thermique — la chaleur s'étale dans la base sous chaque composant chaud : pastilles LED, MOSFET et résistances de shunt n'ont pas besoin d'un dissipateur aluminium vissé en dessous.
- Rigidité mécanique — un cœur métallique résiste à la flexion sur les formes longues et fines, là où du FR-4 demanderait des renforts.
- Capacité en courant — un cuivre de 18 à 240 µm porte la charge d'un étage driver ou de puissance sans élargir le routage.
- Stabilité dimensionnelle — voile et torsion restent sous 0,5 mm sur la plage de 5 × 5 mm à 1900 × 480 mm.
Constructions réalisées ici
MCPCB simple face à contour poinçonné ou fraisé, cartes cœur métallique double face et 2 à 4 couches, COB MCPCB pour les matrices LED chip-on-board, et cartes à base cuivre lorsque l'aluminium n'est pas assez conducteur thermiquement. Les sections driver et commande qui demandent plus de densité sont réalisées en FR-4 jusqu'à 38 couches et produites dans la même commande que la partie cœur métallique.
Quand une carte à cœur métallique est le bon choix
Une base métallique se justifie lorsque la chaleur s'étale sur une surface et que la carte peut être vissée sur un boîtier métallique : matrices LED, étages driver et sections de puissance de moteurs. Elle est inadaptée quand la densité tient au routage et non à la chaleur : une carte de commande à pas fin avec un seul régulateur chaud se conçoit en FR-4 avec un champ de vias thermiques, et seule la zone où arrive le courant a besoin du cœur métallique.
Les trois bases se distinguent par leur marge thermique : l'aluminium standard couvre l'essentiel de l'éclairage, une carte à base cuivre sert lorsque l'aluminium n'évacue pas la chaleur d'une petite surface, et le COB MCPCB lorsque la puce est collée directement sur la carte au lieu d'être refondue en boîtier. Lorsque c'est le diélectrique lui-même qui doit tenir la tension, un substrat céramique remplace un cœur métallique plus épais.
Ce que le process tient
La largeur de piste et l'espacement minimaux sont de 0,1 mm avec une tolérance de position des trous de ±0,075 mm : le pas des LED et le raccordement au reste du luminaire sont fixés avant panellisation. Les trous percés démarrent à 0,2 mm, les trous poinçonnés à 1,0 mm, et les fentes carrées dès 0,8 × 0,8 mm sont poinçonnées dans la même passe que le contour. Le cuivre dans le trou fait 18 à 40 µm, la sérigraphie et le marquage des composants tiennent à ±0,075 mm, et le plus petit repère de composant mesure 0,15 mm.
Où une carte à cœur métallique défaille en service
La plupart des retours terrain de ces cartes remontent à quatre points, et chacun se règle sur le plan plutôt que sur la ligne :
- Claquage du diélectrique au bord de la pastille — le champ se concentre là où la pastille s'arrête : géométrie de pastille et diélectrique se choisissent donc avec le courant de commande, et non avec la masse de cuivre.
- Fissuration du masque de soudure le long d'un V-cut — la séparation du panneau contraint le masque au bord de la rainure ; la ligne de rupture reste donc à l'écart du bord de pastille.
- Voile après le serrage du boîtier — un panneau qui sort plat de la presse peut encore se cambrer dans le montage ; le voile reste sous 0,5 mm et le contour est fraisé ou poinçonné conformément au plan.
- Joints ouverts sous le corps d'un connecteur — le cœur métallique absorbe la chaleur de refusion ; le profil est donc réglé pour cette masse thermique et ces joints sont lus aux rayons X.
Assemblage et contrôle
Les bobines de LED, connecteurs et borniers sont posés sur quatre lignes SMT à six millions de composants par jour et trois lignes DIP à 1,6 million de pièces traversantes par jour, avec des profils de refusion réglés pour la masse thermique plus épaisse d'un panneau cœur métallique. Le contrôle par rayons X couvre les joints sous les corps de connecteurs, et le câblage, les harnais et l'intégration suivent dans la même usine : un luminaire ou un bloc d'alimentation fini peut partir comme produit assemblé. Les programmes d'éclairage sont détaillés sur la page éclairage LED, et le cœur métallique automobile sur PCB automobile.
Obtenir un devis
Envoyez le jeu de Gerber avec le type de base, l'épaisseur de carte, le poids de cuivre, la finition de surface et la quantité — plus le type de LED et le courant de commande lorsqu'il s'agit d'éclairage. Les prototypes reviennent en 1 à 3 jours et le volume moyen en 4 à 10 jours ; la page capacités liste les limites process qui encadrent le devis, et les certificats sont sur la page des certifications.
Lorsque les panneaux cœur métallique passent à l'assemblage, la page assemblage PCB en Chine couvre SMT, traversant, sourcing et intégration dans la même usine de Shenzhen.
