IMS PCB: Substrat Tahan Suhu Tinggi untuk Performa Andalan
Apakah Anda merancang PCB dan tidak tahu substrat apa yang akan digunakan? Tidak diragukan lagi, substrat merupakan bagian penting dari manufaktur PCB. Dan langkah pertama untuk menciptakan PCB berkualitas tinggi adalah memilih substrat yang sesuai. Seperti yang disebutkan, FR-4 adalah substrat yang lebih umum untuk manufaktur PCB dan terjangkau. Namun, kami akan memperkenalkan Anda pada jenis substrat lain: IMS pcb.
Dalam artikel ini, Anda akan mempelajari semua tentang IMS PCB dan bagaimana ia dibandingkan dengan PCB FR-4 yang lebih umum.
Siap? Mari kita mulai!
Apa itu IMS PCB?
Istilah IMS singkatan dari insulated metal substrate. IMS PCB memiliki plat pendukung logam yang dipisahkan oleh lapisan dielectric. Juga, konduktor tembaga sirkuit adalah yang menghasilkan lapisan dielectric ini.
Substrat Logam
Menariknya, tujuan lapisan dielectric adalah mentransfer panas ke substrat logam. Dengan kata lain, substrat logam seperti heat sink yang menyerap panas berlebih dari sirkuit. Juga, substrat logam memberikan struktur yang kokoh untuk PCB.
Selain itu, lapisan dielectric memiliki fitur pembuangan panas yang unik. Jadi, mereka dapat menahan stres dari tegangan tinggi. Akibatnya, Anda dapat menemukan IMS PCB dalam sirkuit dengan generasi panas yang parah.
Keuntungan IMS PCB
PCB FR4 memberikan persaingan sengit untuk IMS PCB. Namun, bagian ini akan menunjukkan seberapa baik IMS bersaing dengan lawannya. Berikut adalah keuntungan menggunakan IMS PCB.
Dukungan Struktural
Substrat logam tebal kokoh dan menawarkan dukungan struktural yang lebih baik untuk sirkuit. Juga, mereka berfungsi sebagai struktur utama untuk berbagai aplikasi.
Perisai Elektromagnetik
Substrat logam juga memberikan perisai elektromagnetik. Oleh karena itu, Anda dapat menggunakan IMS sebagai ground plane aktif sirkuit Anda. Tidak diragukan lagi, ground plane aktif ini mengurangi jejak tembaga yang dibutuhkan untuk sirkuit Anda, sehingga mengurangi biaya manufaktur.
Konduktivitas Termal yang Ditingkatkan
Konduktivitas Termal
Logam adalah konduktor panas yang baik, jadi masuk akal jika IMS akan memiliki konduktivitas termal tinggi. Dan IMS PCB memiliki kemampuan konduktivitas termal hingga 12 W/(m. K) dan ketebalan logam maksimal 3,2 mm.
Tapi itu belum semua. Perancang dan produsen dapat memanfaatkan konduktivitas termal yang ditingkatkan ini dan menyertakan beberapa komponen pembuang panas dalam IMS PCB. Akibatnya, Anda akan mendapatkan kesempatan secara keseluruhan.
Kekebalan Api
Kekebalan Api
Api biasa dan panas dari sirkuit tidak dapat menghancurkan logam. Lagi pula, IMS PCB menggunakan substrat logam. Oleh karena itu, mereka memiliki kekebalan api lebih dari PCB standar.
Oleh karena itu, IMS PCB adalah pilihan yang lebih baik untuk sirkuit daya tinggi atau aplikasi, terutama ketika sirkuit berada di lingkungan suhu tinggi.
Kompatibel SMD (Surface-mount Device)
Kapasitor SMD
IMS PCB kompatibel dengan perangkat permukaan pemasang. Mengapa? Karena IMS PCB memiliki konduktivitas termal tinggi. Jadi, mereka dapat menyerap panas apa pun yang dihasilkan komponen SMD dan membuangnya untuk menghindari kerusakan.
IMS vs. FR4
IMS dan FR4 adalah substrat yang excelente dengan manfaat besar. Namun, Anda harus memahami perbedaan antara substrat ini untuk mengetahui mana yang cocok untuk aplikasi Anda.
Berikut adalah perbedaan antara IMS dan FR4.
Komponen
PCB FR4 memungkinkan pemasangan komponen lubang melalui. Namun, PCB ini harus PCB satu lapis. Sebaliknya, PCB IMS satu lapis tidak memungkinkan komponen lubang melalui.
Konduktivitas Termal
IMS PCB menawarkan konduktivitas termal yang ditingkatkan dan dapat menangani aplikasi yang intensif panas. Sementara PCB FR4 juga menyediakan konduktivitas termal, ia tidak dapat bersaing dengan IMS PCB.
Warna Solder Masks
Anda akan menemukan bahwa IMS PCB hanya memiliki solder masks warna putih. Sebaliknya, PCB FR4 memiliki tiga warna solder mask, termasuk amber, hijau, dan hitam.
Proses Manufaktur
Proses manufaktur untuk IMS PCB cukup kompleks dan memerlukan alat khusus. Misalnya, produsen memerlukan palu bor dilapisi berlian untuk memotong bahan substrat logam.
Namun, PCB FR4 memiliki proses manufaktur yang kurang kompleks, dan Anda dapat menggunakan alat mesin standar.
Jumlah Lapisan
Anda dapat menambahkan beberapa lapisan tembaga ke PCB FR4. Sebaliknya, sebagian besar IMS PCB memiliki satu lapis.
Seperti yang disebutkan, Anda tidak akan melihat banyak IMS PCB berlapis banyak karena proses manufaktur yang kompleksnya.
Batas Ketebalan
Karena tidak ada batas pada jumlah lapisan yang dapat Anda tambahkan ke PCB FR4, jadi juga tidak ada batas seberapa tebal mereka dapat menjadi.
IMS PCB, di sisi lain, tidak boleh terlalu tebal. Jika tidak, PCB akan kehilangan sebagian besar manfaatnya jika ketebalannya melebihi batas.
Aplikasi Papan IMS
Anda dapat menggunakan papan IMS untuk berbagai aplikasi. Beberapa aplikasi ini meliputi:
Elektronika Daya
Elektronika Daya
Sirkuit elektronika daya memiliki kemampuan perangkat switching. Namun, fitur ini menghasilkan banyak panas, yang dapat menyebabkan kerusakan parah pada sirkuit jika tidak dikontrol.
Papan IMS memiliki kemampuan pembuangan panas yang tinggi, menjadikannya pilihan utama untuk sirkuit elektronika daya. Juga, Anda tidak perlu memasang heat sink pada setiap komponen, yang memungkinkan Anda untuk menciptakan desain yang lebih kompak.
Teknologi LED
Sirkuit LED
Papan IMS adalah pasangan sempurna untuk teknologi LED. Meskipun sirkuit LED hemat daya dan kompak, mereka dapat menghasilkan panas tinggi.
Jadi, membuat sirkuit ini dengan papan IMS adalah pilihan terbaik. Lagi pula, papan IMS menyerap dan membuang panas dengan efisien.
Relay Paduan Negara
Relay Paduan Negara
Aplikasi lain yang memanfaatkan konduktivitas termal papan IMS dengan baik adalah Relay Paduan Negara (SSR). SSR adalah versi modern dari relay mekanis dan sering memiliki sirkuit driver optocoupler dan perangkat switching daya.
Juga, SSR memiliki desain kompak, yang membantu mengurangi jumlah panas yang dihasilkan. Namun, IMS PCB masih bekerja dalam aplikasi ini karena mereka menyerap panas dan membuangnya ke dalam casing kecil.
Industri Otomotif
Industri Otomotif
Kendaraan canggih memiliki beberapa sirkuit unit kontrol. Dan sirkuit ini berada di dekat atau dalam mesin mobil tersebut. Jadi, sirkuit ini secara alami bekerja di bawah suhu tinggi.
Karena alasan ini, IMS PCB adalah pilihan yang baik. Singkatnya, papan ini menyediakan properti mekanis dan konduktivitas termal yang diperlukan untuk aplikasi ini.
Berbagai Jenis Papan IMS
Kami memiliki berbagai jenis papan IMS menurut tiga kategori: tipe substrat logam, lapisan PCB, dan posisi pemasangan komponen.
Tipe Substrat Logam
Kami memiliki tiga jenis papan IMS menurut substrat logam.
PCB Substrat Logam Tembaga
PCB substrat tembaga cukup langka dan mahal. Mereka bekerja untuk aplikasi yang memerlukan konduktivitas listrik dan termal yang excelente. Sementara tembaga menawarkan bahan substrat terbaik, ia tidak kekebalan terhadap korosi.
PCB Substrat Logam Aluminium
Bahan substrat aluminium lebih umum dan terjangkau. Namun, mereka hanya menawarkan properti listrik standar dan konduktivitas termal.
PCB Substrat Logam Stainless Steel
Bahan substrat stainless steel lebih murah daripada substrat tembaga dan aluminium. Tidak diragukan lagi, bahan substrat ini tidak dapat menghasilkan performa termal dan listrik yang excelente. Namun, mereka menawarkan kekuatan mekanis yang excelente.
Lapisan PCB dan Posisi Pemasangan Komponen
Kami memiliki empat jenis IMS PCB menurut posisi pemasangan komponen dan lapisan PCB.
IMS PCB Dual Component Mounting Side
IMS PCB dengan desain ini memiliki dua lapisan solder mask. Menariknya, lapisan solder mask ini dapat menampung komponen yang berbeda.
Juga, desain ini menampilkan substrat logam di tengah dan Vias–untuk mentransfer arus dan panas. Selain itu, ada bahan resin yang mengelilingi vias dan menyediakan isolasi.
IMS PCB dengan desain ini dapat menghasilkan performa mekanis yang ditingkatkan dan kemampuan heat sink yang layak. Namun, desain semacam ini hanya dapat menciptakan sirkuit kompleks.
IMS PCB Single-Sided Metal Core
IMS PCB dengan desain ini hanya memiliki satu lapisan solder mask. Juga, ia memiliki satu lapisan tembaga dan substrat logam di bawah.
Desain ini bekerja sangat baik untuk sirkuit sederhana seperti LED atau SSR. Juga, substrat logam di bawah berfungsi sebagai heatsink.
IMS PCB Multilayer Dual Component-Mounting Side
Tata letak IMS PCB berlapis banyak cukup kompleks. Jadi, ada dua solder mask dual untuk pemasangan komponen dan beberapa lapisan tembaga di kedua sisi substrat logam tengah.
Anda dapat menggunakan IMS PCB semacam ini untuk sirkuit kompleks seperti SBC (Single Board Computers). Dan substrat logam adalah heat sink yang menawarkan konduktivitas termal.
IMS PCB Two Layers with Single Component Mounting Side
Desain ini memiliki dua lapisan tembaga dengan lapisan FR4 di antaranya. Desain ini memungkinkan Anda untuk mengintegrasikan sirkuit yang lebih kompleks dan mengurangi konduktivitas termal.
Meskipun penurunan konduktivitas termal tidak begitu besar, desain ini memanfaatkan vias transfer panas sebagai kompensasi. Vias ini dapat menyentuh bawah komponen SMD dan mentransfer panas ke substrat di bawah.
Produsen IMS PCB
WellPCB
WellPCB adalah produsen PCB canggih yang menawarkan berbagai opsi bahan untuk manufaktur PCB, termasuk PCB berbasis logam.
WellPCB juga memastikan kontrol kualitas tinggi dengan tinjauan proses pemasangan. Jadi, tenanglah bahwa Anda akan mendapatkan produk dan layanan berkualitas tertinggi dengan harga terbaik.
Rounding Up
IMS PCB menawarkan berbagai manfaat yang membuatnya hebat untuk berbagai aplikasi. Selain itu, mereka memiliki resistensi panas yang excelente dan dapat membuang panas dengan efisien. Bahkan bahan substrat logam terendah memiliki konduktivitas termal yang lebih baik daripada sebagian besar bahan substrat.
IMS PCB juga menawarkan performa mekanis dan struktur yang kokoh untuk sirkuit Anda. Plus, Anda dapat menggunakan berbagai macam perangkat permukaan pemasang dengan IMS PCB.
Jangan ragu untuk menghubungi kami jika Anda membutuhkan IMS PCB!
