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Cerâmica vs FR-4 vs PCB metal-core

As três famílias resolvem problemas diferentes. Compará-las apenas por preço esconde a razão pela qual um projeto falha depois do segundo protótipo.

Redação técnica da Hitech Circuits

Shenzhen, China · Fabricação e montagem de PCB

2 min de leitura

Publicado:

Última atualização:

Revisão técnica: Números de processo verificados com a nossa ficha de capacidades publicada.

FR-4 — densidade primeiro

O laminado de epóxi e fibra de vidro entrega o maior roteamento por unidade de área: 1–38 camadas, pista e espaço de 0,06 mm, vias a laser até 0,1 mm e impedância controlada em qualquer camada de sinal. Seus limites são térmicos e dielétricos, não mecânicos.

Metal-core — calor primeiro

Um dielétrico fino sobre base de alumínio conduz o calor para fora dos componentes. A troca é em densidade: a base condutiva e o dielétrico fino tornam furos metalizados e roteamento multicamadas pouco práticos, então essas placas costumam ser unifaciais ou bifaciais.

Cerâmica — estabilidade primeiro

Alumina e nitreto de alumínio toleram temperaturas mais altas e mantêm suas propriedades dielétricas muito melhor que o epóxi. Elas são sinterizadas em vez de laminadas, o que muda as regras de projeto: condutores mais finos, recursos usinados a laser e circuitos em geral unifaciais ou bifaciais.

Como escolher

Pergunte o que falha primeiro na aplicação. Se for a densidade de roteamento, fique no FR-4. Se for a temperatura de junção, vá de metal-core. Se for a estabilidade dielétrica em temperatura ou em RF, a cerâmica é a resposta, e o substrato — alumina ou AlN — é o que um fabricante de PCB cerâmico confirma contra o modelo térmico.

Especificações técnicas

Número de camadas
1–38 camadas (FR-4); 1–2 típicas em MCPCB e cerâmica
Tamanho da placa
580 × 1900 mm no máximo
Substratos disponíveis
FR-4, metal-core, alumina, nitreto de alumínio

Perguntas frequentes

  • Qual substrato suporta a maior temperatura de operação?

    A cerâmica. Alumina e nitreto de alumínio mantêm suas propriedades mecânicas e elétricas muito além do ponto em que laminados epóxi degradam, e é por isso que módulos de potência e sensores de alta temperatura as usam.

  • O metal-core é mais barato que a cerâmica em placas de LED?

    Em geral sim, e ele atende bem muitas matrizes de LED porque a base de alumínio espalha o calor lateralmente. A cerâmica passa a fazer sentido quando o dielétrico também precisa ser estável em RF ou em alta temperatura, e não apenas termicamente condutivo.

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