Multi-CB propose des circuits imprimés à noyau en aluminium avec un coefficient de conductivité thermique de 2,0 W/mK à 7 W/mK. Le noyau en aluminium permet de répartir la chaleur ponctuelle des composants à forte chaleur et d'homogénéiser le développement de chaleur sur le circuit imprimé. En règle générale, pour de nombreuses LED haute puissance, une baisse de 10°C de la température de la puce (température de jonction) augmente la durée de vie de 10.000 heures.
Pour les circuits imprimés à noyau métallique simple face, il est possible de placer un dissipateur thermique et/ou un ventilateur directement sur l'aluminium (refroidissement passif) (refroidissement actif).
Paramètres de conception
Perçages non métallisés - noyau métallique
| Épaisseur du circuit imprimé | Diamètre min. de perçage |
|---|---|
| 0.5mm noyau métallique | 0.7mm (s.d. 0.5mm) |
| 0.8mm noyau métallique | 0.7mm |
| 1.0mm noyau métallique | 0.8mm |
| 1.5mm noyau métallique | 0.9mm |
| 2.0mm noyau métallique | 1.0mm |
1 couche de noyau métallique
| 35µm Cu | 70µm Cu | |
|---|---|---|
| Largeur min. des pistes | 150µm | 200µm |
| Espacement min. des pistes | 150µm | 200µm |
| Anneau résiduel min. | 125µm | 200µm |
| Perçage min. (non métallisé) | 0.7mm | 0.7mm |
| Distance min. entre les perçages | 250µm | 250µm |
2 couches de noyau métallique (à trous métallisés)
| 35µm Cu | 70µm Cu | |
|---|---|---|
| Largeur min. des pistes | 150µm | 200µm |
| Espacement min. des pistes | 150µm | 200µm |
| Anneau résiduel min. | 125µm | 200µm |
| Perçage min. (non métallisé) | 0.7mm | 0.7mm |
| Mini Via (métallisé) | 0.3mm | 0.3mm |
| Distance min. entre les perçages | 250µm | 250µm |
| Distance min. entre les vias (métallisé) | 300µm | 300µm |
| Aspect ratio | 10:1 | 10:1 |
Fraisage sur l'axe Z
Pour relier les composants directement à l'aluminium à l'aide de pâte thermique, on peut utiliser le fraisage sur l'axe Z (fraisage en profondeur). L'isolation / le préimprégné est retiré dans cette zone.
Indication de la conductivité thermique
Le coefficient de conductivité thermique W/mK se rapporte toujours à la couche d'isolation (préimprégné) entre le cuivre et l'aluminium.
Valeurs typiques de conductivité thermique
| Matériau | Valeur de conductivité thermique |
|---|---|
| cuivre | 380 W/mK |
| aluminium | 140 - 220 W/mK |
| Prépreg | 1 - 7 W/mK |
Isolation / Préimprégné
Plus la couche d'isolation est fine, plus la résistance thermique est faible (= meilleure résistance thermique globale). Mais la tension de claquage diminue également.
Exemple de tension de claquage - Matériau Ventec VT-4A1
| Épaisseur du préimprégné | Diélectrique (AC) |
|---|---|
| 75µm | 6.0kV |
| 100µm | 7.5kV |
| 125µm | 9.0kV |
| 150µm | 10kV |
Développement de la chaleur - exemple
Voici une comparaison du développement thermique sur différents types de circuits imprimés. Réalisé par la société OSRAM à l'aide d'une OSLON© SSL high-power LED (1W, 3.2V, 350mA), température ambiante : 25°C.
| FR4 1couche | FR4 avec max. pads | FR4 avec Thermal Vias | Noyau métallique 1 couche | |
|---|---|---|---|---|
 |  |  |  | |
| Structure | FR4 0.8mm, 35µm Cu | FR 0.8mm, 35µm Cu, taille maximale des pastilles | FR4 0.8mm, 70µm Cu, avec Thermal Vias | noyau aluminium 1.5mm, 2.2 W/mK, isolation 75µm |
Image thermique Cu |  |  |  |  |
| Résistance thermique Rth | 45 K/W | 28 K/W | 8 K/W | 3 K/W |
| Montée en température de la connexion | 53°C | 35°C | 15°C | 10°. |
En option
Chez Multi-CB, vous pouvez obtenir des circuits imprimés à noyau métallique avec certificat UL.
Nous vous proposons également des circuits imprimés à noyau métallique pliables. Dans ce cas, le préimprégné est rempli de céramique (au lieu de verre). Matériau : Ventec VT-4B1, par exemple.