IMS PCB:A placa de circuito super resistente ao calor

Você está projetando uma PCB e não sabe qual substrato usar? Inegavelmente, os substratos são uma parte essencial da fabricação de PCBs. E o primeiro passo para criar um PCB de alta qualidade é escolher um substrato adequado. Na verdade, o FR-4 é um substrato mais comum para fabricação de PCB e é acessível. No entanto, apresentaremos outro tipo de substrato:IMS pcb.

Neste artigo, você aprenderá tudo sobre um PCB IMS e como ele se compara ao PCB FR-4 mais comum.

Você está pronto? Vamos começar!

O que é um PCB IMS?

O termo IMS significa substrato metálico isolado. IMS PCBs possuem placas de suporte metálicas separadas por uma camada dielétrica. Além disso, os condutores de cobre do circuito são o que geram essa camada dielétrica.

Substrato Metálico

Curiosamente, a finalidade da camada dielétrica é transferir calor para o substrato metálico. Em outras palavras, o substrato metálico é como um dissipador de calor que absorve o excesso de calor do circuito. Além disso, o substrato de metal fornece uma estrutura robusta para o PCB.

Além disso, as camadas dielétricas possuem recursos exclusivos de dissipação de calor. Assim, eles podem suportar o estresse de altas tensões. Como resultado, você pode encontrar PCBs IMS em circuitos com geração de calor severa.

As vantagens dos PCBs IMS

Os PCBs FR4 representam uma dura competição pelos PCBs IMS. No entanto, esta seção mostrará a você o quão bem o IMS enfrenta sua concorrência. Aqui estão as vantagens de usar PCBs IMS.

Suporte estrutural

Substratos metálicos espessos são resistentes e oferecem melhor suporte estrutural para circuitos. Além disso, eles servem como estrutura principal para diferentes aplicações.

Escudo eletromagnético

Substratos metálicos também fornecem blindagens eletromagnéticas. Portanto, você pode usar o IMS como plano de aterramento ativo do seu circuito. Sem dúvida, este plano de terra ativo reduz os traços de cobre necessários para o seu circuito, reduzindo assim os custos de fabricação.

Aumento da condutividade térmica

Condutividade térmica

Os metais são bons condutores de calor, então faz sentido que o IMS tenha alta condutividade térmica. E os PCBs IMS têm capacidade de condutividade térmica de até 12 W/(m. K) e espessura máxima de metal de 3,2 mm.

Mas isso não é tudo. Projetistas e fabricantes podem aproveitar essa maior condutividade térmica e incluir vários componentes de dissipação de calor em PCBs IMS. Como resultado, você obterá uma melhor compacidade geral.

Imunidade ao Fogo

Imunidade ao Fogo

Incêndios regulares e calor de circuitos não podem destruir metal. Afinal, os PCBs IMS usam substratos metálicos. Portanto, eles têm mais imunidade ao fogo do que os PCBs padrão.

Portanto, os PCBs IMS são melhores opções para circuitos ou aplicações de alta potência, especialmente quando o circuito está em um ambiente de alta temperatura.

Compatível com SMD (dispositivo de montagem em superfície)

Capacitor SMD

Os PCBs IMS são compatíveis com dispositivos de montagem em superfície. Por quê? Porque os PCBs IMS têm alta condutividade térmica. Assim, eles podem absorver qualquer calor gerado pelos componentes SMD e dissipá-lo para evitar danos.

IMS vs. FR4

IMS e FR4 são excelentes substratos com grandes benefícios. Mas, você deve entender as diferenças entre esses substratos para saber qual deles se adapta à sua aplicação.

Aqui estão as diferenças entre IMS e FR4.

Componentes

Os PCBs FR4 permitem a montagem de componentes de furos passantes. No entanto, esses PCBs devem ser PCBs de camada única. Ao contrário, os PCBs IMS de camada única não permitem componentes de passagem.

Condutividade térmica

Os PCBs IMS oferecem maior condutividade térmica e podem lidar com aplicações mais intensivas em calor. Embora o FR4 PCB também forneça condutividade térmica, ele não pode ser comparado aos PCBs IMS.

Cores das máscaras de solda

Você descobrirá que os PCBs IMS apresentam apenas máscaras de solda brancas. Ao contrário, os PCBs FR4 têm três cores de máscara de solda, incluindo âmbar, verde e preto.

Processo de fabricação

O processo de fabricação de PCBs IMS é bastante complexo e requer ferramentas específicas. Por exemplo, os fabricantes precisam de lâminas de serra revestidas de diamante para cortar o material do substrato metálico.

No entanto, os PCBs FR4 têm processos de fabricação menos complexos e você pode usar ferramentas de usinagem padrão.

Quantidade de camadas

Você pode adicionar várias camadas de cobre a PCBs FR4. Em contraste, a maioria dos PCBs IMS possui camadas únicas.

Na verdade, você não verá muitos PCBs IMS de várias camadas devido ao seu complexo processo de fabricação.

Limite de espessura

Como não há limite para o número de camadas que você pode adicionar a um PCB FR4, também não há limite para a espessura que elas podem obter.

Os PCBs IMS, por outro lado, não podem ser muito grossos. Caso contrário, o PCB perderá a maior parte de seus benefícios se a espessura exceder o limite.

Aplicações dos Conselhos IMS

Você pode usar placas IMS para várias aplicações. Algumas dessas aplicações incluem:

Eletrônica de Potência

Eletrônica de Potência

Os circuitos eletrônicos de potência têm recursos de dispositivo de comutação. No entanto, esse recurso gera muito calor, o que pode causar sérios danos ao circuito se não for controlado.

As placas IMS têm alta capacidade de dissipação de calor, tornando-as a referência para circuitos eletrônicos de potência. Além disso, você não precisará instalar dissipadores de calor em todos os componentes, permitindo criar designs mais compactos.

Tecnologia LED

Circuito de LED

As placas IMS são combinações perfeitas para a tecnologia LED. Embora os circuitos de LED sejam econômicos e compactos, eles podem gerar alto calor.

Assim, criar esses circuitos com uma placa IMS é a melhor opção. Afinal, uma placa IMS absorve e dissipa o calor com eficiência.

Relés de estado sólido

Relés de estado sólido

Outra aplicação que faz excelente uso da condutividade térmica da placa IMS é o Solid State Relay (SSR). Os SSRs são versões modernizadas de relés mecânicos e geralmente apresentam circuitos de driver de optoacoplador e dispositivos de comutação de energia.

Além disso, os SSRs possuem designs compactos, que ajudam a reduzir a quantidade de calor gerado. No entanto, os PCBs IMS ainda funcionam nesta aplicação porque absorvem o calor e o dissipam na caixa pequena.

Indústria automotiva

Indústria automobilística

Veículos avançados apresentam vários circuitos de unidade de controle. E esses circuitos estão próximos ou no motor desses carros. Portanto, esses circuitos funcionam naturalmente sob altas temperaturas.

Por esta razão, os PCBs IMS são excelentes opções. Em suma, essas placas fornecem as propriedades mecânicas e condutividade térmica necessárias para essas aplicações.

Diferentes tipos de placas IMS

Temos diferentes tipos de placas IMS de acordo com três categorias:o tipo de substratos metálicos, a camada de PCB e a posição de montagem dos componentes.

Tipo de substratos metálicos

Temos três tipos de placas IMS de acordo com o substrato metálico.

PCB de substrato de metal de cobre

PCBs de substrato de cobre são bastante raros e caros. Eles funcionam para aplicações que exigem excelente condutividade elétrica e térmica. Embora o cobre ofereça o melhor material de substrato, ele não é imune à corrosão.

PCB de substrato metálico de alumínio

Os materiais de substrato de alumínio são mais comuns e acessíveis. No entanto, eles oferecem apenas propriedades elétricas padrão e condutividade térmica.

PCB de substrato metálico de aço inoxidável

Os materiais de substrato de aço inoxidável são mais baratos que os substratos de cobre e alumínio. Sem dúvida, esses materiais de substrato não podem oferecer excelente desempenho térmico e elétrico. Mas eles oferecem excelente resistência mecânica.

Camada PCB e Posição de Montagem do Componente

Temos quatro tipos de PCBs IMS de acordo com a posição de montagem do componente e a camada de PCB.

PCBs IMS laterais de montagem de componente duplo

PCBs IMS com este design apresentam duas camadas de máscara de solda. Curiosamente, essas camadas de máscara de solda podem hospedar diferentes componentes.

Além disso, o design apresenta o substrato de metal no meio e Vias – para transferência de corrente e calor. Além disso, há material de resina ao redor das vias e fornecendo isolamento.

Os PCBs IMS com esse design podem oferecer maior desempenho mecânico e recursos decentes do dissipador de calor. No entanto, esses projetos só podem criar circuitos complexos.

PCBs IMS de núcleo metálico de lado único

Os PCBs IMS com este design apresentam apenas uma camada de máscara de solda. Além disso, possui uma camada de cobre e um substrato de metal na parte inferior.

Esses designs funcionam muito bem para circuitos simples, como LEDs ou SSRs. Além disso, o substrato de metal na parte inferior funciona como um dissipador de calor.

PCBs IMS laterais de montagem de componentes duplos multicamadas

O layout multicamada IMS PCB é bastante complexo. Portanto, existem duas máscaras de solda duplas para montagem de componentes e várias camadas de cobre em ambos os lados do substrato de metal do meio.

Você pode usar esses PCBs IMS para circuitos complexos como SBCs (Single Board Computers). E o substrato metálico é o dissipador de calor que oferece condutividade térmica.

Duas camadas com PCBs IMS laterais de montagem de componente único

Este design tem duas camadas de cobre com uma camada FR4 entre elas. Esses designs permitem integrar circuitos mais complexos e reduzir a condutividade térmica.

Embora a redução na condutividade térmica não seja tão grande, o projeto utiliza vias de transferência de calor como compensação. Essas vias podem tocar a parte inferior dos componentes SMD e transferir calor para o substrato na parte inferior.

Fabricante do IMS PCB

Bem PCB

WellPCB é um fabricante avançado de PCB que oferece uma ampla gama de opções de materiais para fabricação de PCB, incluindo PCB à base de metal.

O WellPCB também garante controle de alta qualidade com revisão do processo de montagem. Portanto, tenha certeza de que você obterá produtos e serviços da mais alta qualidade com os melhores preços.

Arredondando

Os PCBs IMS oferecem vários benefícios que os tornam ótimos para diferentes aplicações. Além disso, eles têm excelente resistência ao calor e podem dissipar o calor de forma eficiente. Mesmo o material de substrato metálico mais baixo tem melhor condutividade térmica do que a maioria dos materiais de substrato.

Os PCBs IMS também oferecem desempenho mecânico e estruturas robustas para seus circuitos. Além disso, você pode usar uma ampla variedade de dispositivos montados em superfície com um IMS PCB.

Sinta-se à vontade para entrar em contato conosco se precisar de um PCB IMS!