मेटल कोर पीसीबी (एमसीपीसीबी) को समझना

जैसे-जैसे तकनीक विकसित होती है, इलेक्ट्रॉनिक उपकरण अधिक से अधिक शक्तिशाली होते जा रहे हैं, और इसके साथ ही विभिन्न समस्याएं भी आती हैं, जिनमें ओवरहीटिंग भी शामिल है। मेटल कोर प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB), जिन्हें मेटल कोर PCB या MCPCB के रूप में भी जाना जाता है, आज इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए तेजी से वांछनीय घटक बन रहे हैं, खासकर उन उपकरणों के लिए जिन्हें प्रभावी थर्मल प्रबंधन की आवश्यकता होती है। ये मेटल कोर सर्किट बोर्ड कॉम्पैक्ट, हाई-पावर सिस्टम में थर्मल कंट्रोल के लिए आदर्श हैं।

हम इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में मेटल कोर पीसीबी के लाभों के बारे में बात करते हैं और उच्च-शक्ति वाले इलेक्ट्रॉनिक घटकों का पता लगाते हैं जो किसी भी इलेक्ट्रॉनिक प्रोजेक्ट की क्षमता को अधिकतम करने में आपकी मदद कर सकते हैं। चाहे आप एल्युमिनियम पीसीबी, कॉपर कोर पीसीबी या हाइब्रिड मेटल कोर बोर्ड के साथ काम कर रहे हों, सही मेटल कोर पीसीबी निर्माता या MCPCB निर्माता चुनना महत्वपूर्ण है।

मेटल कोर पीसीबी (एमसीपीसीबी) क्या हैं?

इस तरह के सर्किट बोर्ड के लिए कई नाम हैं, जिनमें इंसुलेटेड मेटल सब्सट्रेट पीसीबी, एल्युमिनियम क्लैड, एल्युमिनियम बेस और मेटालिक पीसीबी शामिल हैं। ये सभी शब्द विभिन्न प्रकार के मेटल कोर प्रिंटेड सर्किट बोर्ड या मेटल कोर पीसीबी को संदर्भित करते हैं, जिनके ज़्यादातर लाभ और विशेषताएँ समान होती हैं।

जैसा कि नाम से पता चलता है, मेटल कोर पीसीबी सर्किट बोर्ड में बोर्ड के हीट डिसिपेटर हिस्से के पास एक मेटल बेस कोर होता है। पीसीबी मेटल कोर को बोर्ड के नीचे की सतह के बीच में या बाहरी हिस्से में रखा जा सकता है। यह डिज़ाइन अलग-अलग मेटल सर्किट बोर्ड वेरिएंट में एक जैसा है, जिसमें एल्युमिनियम पीसीबी और कॉपर कोर पीसीबी दोनों शामिल हैं।

धातु में उच्च तापीय चालकता होती है, जो सर्किट बोर्ड के लिए महत्वपूर्ण है। धातु कोर पीसीबी के मुख्य इलेक्ट्रॉनिक्स से गर्मी को दूर करके धातु हीट सिंक बैकिंग या कोर जैसे आवश्यक घटकों तक पहुंचाकर शीतलन प्रणाली में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

लक्ष्य इलेक्ट्रॉनिक्स के उपयोग के आधार पर, मेटल कोर पीसीबी सर्किट बोर्ड एकल या दो तरफा हो सकते हैं। हालांकि, विनिर्माण प्रक्रिया की जटिलता के कारण बहुपरत मेटल कोर पीसीबी का व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है।

आम तौर पर सर्किट बोर्ड में FR4 या CEM3 होता है, जबकि मेटल कोर PCB बोर्ड में इसके बजाय मेटेलिक कोर होते हैं। गर्मी अपव्यय के अलावा, मेटल कोर PCB बोर्ड यांत्रिक स्थिरता प्रदान करते हैं और सर्किट परतों और घटकों के बीच विद्युत अलगाव बनाए रखते हैं।

मेटल कोर पीसीबी की सामग्री

मेटल कोर पीसीबी में एल्युमिनियम, कॉपर या मेटल कोर हो सकते हैं। कुछ मामलों में, मेटल कोर अलग-अलग विशेष मिश्र धातुओं का मिश्रण हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, पीतल या स्टील का इस्तेमाल किया जा सकता है, लेकिन उनकी कठोरता के कारण इसकी अनुशंसा नहीं की जाती है, जिससे सर्किट बोर्ड को कई टुकड़ों में तोड़ना मुश्किल हो जाता है।

एल्युमिनियम कोर

एल्युमीनियम कोर पीसीबी सबसे आम प्रकार के मेटल-कोर पीसीबी सर्किट बोर्ड हैं, जो गर्मी-गहन घटकों द्वारा उत्पन्न गर्मी को बोर्ड से अधिक कुशलता से दूर ले जाते हैं। यह पूरे पीसीबी में गर्मी अपव्यय के अधिक समान वितरण की सुविधा प्रदान करता है।

कॉपर कोर

कुछ पीसीबी में तांबे के कोर भी होते हैं, जो तापीय चालकता में सुधार करते हैं और घटकों के भीतर कार्य तापमान को कम करने में मदद करते हैं।

हालाँकि, कॉपर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए एक बेहतरीन विकल्प है, जो ज़्यादा गरम होने की संभावना रखते हैं, लेकिन एल्युमीनियम की तुलना में यह एक महंगा विकल्प है। मेटल कोर PCB निर्माता मुख्य रूप से निम्नलिखित स्थितियों में कॉपर कोर का उपयोग करते हैं:

● सिंगल साइड सिंगल लेयर: शीतलन प्रयोजनों के लिए तांबे से बने पेडस्टल की एकल परत से सुसज्जित एक पीसीबी।

● कॉपर-भरा लेजर थर्मल वाया मैट्रिक्स: धातु-आधारित सर्किट बोर्डों में, तांबे से भरे वियाज़ को लेजर-ड्रिल किया जाता है, जिससे एक नेटवर्क बनता है जो सामान्य वियाज़ की तुलना में ऊष्मा चालन में सुधार करता है।

● दो तरफा पेडस्टल: दोहरे तरफा पीसीबी में, तेजी से गर्मी अपव्यय के लिए दोनों तरफ तांबे पर आधारित पेडस्टल होता है।

  

 

धातु कोर पीसीबी संरचना और मोटाई

एक विशिष्ट धातु कोर पीसीबी की संरचना में एक सोल्डर मास्क परत, एक डाइइलेक्ट्रिक परत और नीचे एक धातु कोर शामिल होता है।

शीर्ष परतें

पहली परत सोल्डर मास्क परत है, उसके बाद सर्किट और कॉपर परत होती है। ये परतें बीच में एक डाइइलेक्ट्रिक पर स्थित होती हैं, जो एक धातु कोर परत होती है। ऊपरी कॉपर फिल्म परत में सर्किट निशान के साथ एक पतली कॉपर फिल्म होती है। इस परत की मोटाई 1 औंस से 4 औंस (प्रति वर्ग फुट औंस) तक होती है।

परावैद्युत परत

सबसे भीतरी परत परावैद्युत परत के रूप में कार्य करती है। यह धातु कोर को तांबे की फिल्म से अलग करती है और परतों के बीच ऊष्मा हस्तांतरण को सुगम बनाती है।

धातु कोर परत

धातु कोर सबसे निचली परत है। आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली धातु एल्युमिनियम होती है, और इसकी मोटाई 1 मिमी से 3.2 मिमी तक होती है। धातु कोर एक ऊष्मा फैलाने वाला पदार्थ है, जो ऊष्मा पैदा करने वाले घटकों से ऊष्मा को अवशोषित करता है और उसे नष्ट कर देता है। यह PCB में पाई जाने वाली सबसे मोटी परत है, जो बोर्ड को कठोरता प्रदान करती है और यह सुनिश्चित करती है कि PCB समतल रहे।

मोटाई और तापीय चालकता विवरण

कोर सर्किट बोर्ड को सभी मानक बोर्ड माउंटिंग हार्डवेयर के साथ संगत होने के लिए पर्याप्त मोटा बनाता है, और बोर्ड का खुला धातु वाला हिस्सा सतह परिष्करण या सोल्डर मास्क से ढका नहीं होता है।

मेटल कोर पीसीबी के मेटलिक कोर में उच्च तापीय चालकता होती है, जो आमतौर पर 1W/mK और 9W/mK के बीच होती है। लगभग 100µm की पतली इन्सुलेशन परत के साथ संयुक्त उच्च तापीय चालकता बोर्ड को गर्मी को तेज़ी से स्थानांतरित करने में सक्षम बनाती है।

मेटल कोर पीसीबी के लाभ

मेटल कोर पीसीबी का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में व्यापक रूप से किया जाता है क्योंकि उनके पास उत्कृष्ट थर्मल प्रदर्शन, बेहतर कैपेसिटिव कपलिंग और उच्च विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण है। आइए मेटल कोर पीसीबी के लाभों को अधिक विस्तार से देखें:

1. ऊष्मा अपव्यय:

धातु अपनी उच्च तापीय चालकता के लिए जानी जाती है, जो MCPCB को हीटिंग चुनौतियों का सामना करने वाले उपकरणों के लिए आदर्श बनाती है। घटक उपकरण में गर्मी हस्तांतरण की सुविधा प्रदान करते हैं, जिससे स्थानीय हीटिंग समस्याएं कम होती हैं। गर्मी चालन क्षमताएं धातु कोर पीसीबी को उच्च-शक्ति-स्तर सर्किट के लिए आदर्श बनाती हैं।  

मेटल कोर पीसीबी या एफआर-1 पीसीबी के साथ लगे 4W एलईडी फिक्स्चर पर हीट प्रोडक्शन प्रयोग किया गया। ओवरहीटिंग का मेटल कोर पीसीबी पर बहुत कम या कोई प्रभाव नहीं पड़ा, जबकि एफआर-4 पीसीबी 37 डिग्री सेल्सियस तक गर्म हो गया।

2. स्थिरता और शक्ति:

एलईडी प्रौद्योगिकी निर्माताओं, विशेष रूप से उच्च-शक्ति एलईडी प्रकाश निर्माताओं ने हाल के वर्षों में अति ताप के मुद्दे पर प्रकाश डाला है।

उच्च-शक्ति वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरण कुशल ऊष्मा-विघटन तंत्र के बिना खराब होने की संभावना रखते हैं। मेटल कोर पीसीबी, मेटल कोर के माध्यम से डिवाइस में समान रूप से ऊष्मा वितरित करके इस समस्या का समाधान करते हैं, जिससे हीटिंग से होने वाले नुकसान को कम किया जा सकता है।

एल्युमीनियम एक हल्का पदार्थ है जो मुद्रित सर्किट बोर्ड को मजबूती प्रदान करता है, तथा सम्पूर्ण इलेक्ट्रॉनिक उपकरण पर भार नहीं डालता, जिससे यह पीसीबी उच्च-शक्ति एलईडी प्रकाश व्यवस्था के लिए आदर्श बन जाता है।

पीसीबेसिक के बारे में

आपकी परियोजनाओं में समय ही पैसा है – और पीसीबेसिक इसे प्राप्त करता है. PCबुनियादी एक पीसीबी असेंबली कंपनी जो हर बार तेज़, दोषरहित परिणाम देता है। हमारा व्यापक पीसीबी असेंबली सेवाएं हर कदम पर विशेषज्ञ इंजीनियरिंग सहायता शामिल करें, जिससे हर बोर्ड में उच्च गुणवत्ता सुनिश्चित हो। एक अग्रणी के रूप में पीसीबी असेंबली निर्माता, हम एक वन-स्टॉप समाधान प्रदान करते हैं जो आपकी आपूर्ति श्रृंखला को सुव्यवस्थित करता है। हमारे उन्नत समाधान के साथ भागीदार बनें पीसीबी प्रोटोटाइप कारखाना त्वरित बदलाव और बेहतर परिणामों के लिए जिस पर आप भरोसा कर सकते हैं।

3. आयामी स्थिरता:

धातु-कोर पीसीबी, एफआर-4 जैसी पारंपरिक सामग्रियों से बने पीसीबी की तुलना में अपेक्षाकृत उच्च आयामी स्थिरता का दावा करते हैं, विशेष रूप से अस्थिर पर्यावरणीय परिस्थितियों में।

उदाहरण के लिए, एक धातु पीसीबी सामग्री जो 30 डिग्री सेल्सियस से 150 डिग्री सेल्सियस तक की ताप प्रक्रियाओं के संपर्क में थी, उसमें 2.5% से 3.5% के बीच आयाम परिवर्तन देखा गया, जबकि पारंपरिक में यह परिवर्तन लगभग 4% तक हुआ।

हालांकि, एल्युमिनियम या कॉपर जैसे मेटल कोर पीसीबी अपनी बेहतर थर्मल स्थिरता के कारण इस थर्मल तनाव का प्रभावी ढंग से प्रतिरोध कर सकते हैं और विभिन्न तापमानों पर स्थिरता बनाए रख सकते हैं। यह स्थिरता उच्च तापमान पर सर्किट बोर्ड के मुड़ने के जोखिम को कम करती है।

4. दीर्घायु:

पारंपरिक पीसीबी मुख्य रूप से सिरेमिक और फाइबरग्लास जैसी नाजुक सामग्रियों से बने होते हैं, जो कमज़ोर और विनाशकारी होते हैं। दूसरी ओर, मेटल कोर पीसीबी सर्किट बोर्ड मेटल कोर की वजह से ज़्यादा मज़बूत होते हैं।

धातु के सर्किट बोर्ड, सर्किट बोर्ड निर्माण और संयोजन प्रक्रियाओं के दौरान टूटने या क्षतिग्रस्त होने के जोखिम को कम करते हैं। वे उपकरण के जीवनकाल को बढ़ाते हैं।

गुणवत्ता सुनिश्चित करती है कि मुद्रित सर्किट बोर्ड निर्माण के दौरान यांत्रिक दबाव का सामना कर सकता है। इलेक्ट्रॉनिक की स्थायित्व और मजबूती यह सुनिश्चित करती है कि यांत्रिक तनाव के दौरान यह टूटेगा नहीं।

5. हल्का और कम लागत:

धातु कोर पीसीबी सर्किट बोर्ड के प्रकार अधिक हल्के होते हैं, और इसलिए लागत प्रभावी होते हैं।

एल्युमीनियम को परिष्कृत करना आसान है, जिससे यह सर्किट बोर्ड सबस्ट्रेट्स के लिए लागत प्रभावी विकल्प बन जाता है, तथा एल्युमीनियम आधारित बोर्डों की विनिर्माण लागत कम हो जाती है।

इसलिए, एल्यूमीनियम सर्किट बोर्ड भारी और महंगे विकल्पों की तुलना में बजट के अनुकूल विकल्प प्रदान करते हैं।

6. उच्च पुनर्चक्रणीयता:

एल्युमीनियम एक पुनर्चक्रणीय सामग्री है, जो धातु कोर पीसीबी को अधिक पर्यावरण के अनुकूल और लागत प्रभावी बनाती है। यह पृथ्वी पर सबसे अधिक पुनर्चक्रणीय सामग्रियों में से एक है। गुणवत्ता में कमी के बिना इसे बार-बार पुनर्चक्रित किया जा सकता है।

विभिन्न प्रकार के मेटल कोर पीसीबी

MCPCB में मेटल कोर की अलग-अलग स्थितियों के आधार पर मेटल कोर PCB को अलग-अलग प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है। मेटल कोर PCB के कुछ अलग-अलग प्रकार इस प्रकार हैं:

एकल परत:

जैसा कि नाम से पता चलता है, सिंगल-लेयर MCPCB एक सिंगल कॉपर कंडक्टिव लेयर से बना होता है। इसके बाद एक मेटल बेस प्लेट होती है जो सर्किट बोर्ड को कठोर बनाती है।

तापीय चालक परिपथ परत परिपथ बोर्ड को इन्सुलेट करती है, जिससे यह सरल अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाता है, जहां अधिक गर्मी चिंता का विषय नहीं होती।

कोर आमतौर पर एल्युमिनियम से बना होता है। सिंगल-लेयर सर्किट बोर्ड की मूल संरचना में एक धातु कोर (आमतौर पर एल्युमिनियम) और एक डाइइलेक्ट्रिक या इंसुलेशन परत होती है। यह संरचना ऑडियो डिवाइस, सेंसर, पैकेजिंग उपकरण और ऑटोमोटिव रिले के लिए सबसे उपयुक्त है।

दोहरा:

एक दोहरे तरफा पीसीबी में दो परतें होती हैं, जिसमें धातु का कोर इन तांबे की परतों के बीच में होता है, जो तांबे की परतों को जोड़ने वाले प्लेटेड थ्रू होल्स (पीटीएच) का उपयोग करके आपस में जुड़े होते हैं।

मेटल-कोर पीसीबी निर्माता एसएमटी और टीएचटी घटकों को माउंट करने के लिए सर्किट बोर्ड के दोहरे पक्ष का उपयोग कर सकते हैं। डबल-साइडेड एमसीपीसीबी का उपयोग धातु कोर के दोनों तरफ ट्रेस परतों के साथ जटिल सर्किट डिजाइन में किया जाता है।

तांबे की दो परतों को तांबे के कोर पर लेमिनेट करने के लिए सामग्री और कौशल दोनों की आवश्यकता होती है। कुछ मेटल-कोर पीसीबी आपूर्तिकर्ता धातु आवरण के लिए प्री-लेमिनेटेड शीट प्रदान करते हैं, जिससे प्रक्रिया सरल हो जाती है।

बहुपरत:

जैसा कि नाम से ही पता चलता है, एक मल्टीलेयर मेटल सर्किट बोर्ड में दो से ज़्यादा कंडक्टिव लेयर होती हैं। मेटल बेस नीचे की तरफ़ होता है, जिससे निर्माता अपने कंपोनेंट को बोर्ड के सिर्फ़ एक तरफ़ माउंट कर सकते हैं।

मल्टीलेयर पीसीबी में, धातु कोर को अन्य परतों के बीच रखा जाता है, कोर के नीचे और ऊपर समान संख्या में परतें होती हैं। उदाहरण के लिए, 12 परतों वाले एक धातु पीसीबी में उसके धातु कोर के ऊपर और नीचे ठीक 6 परतें होंगी।

सीओबी (चिप-ऑन-बोर्ड) एमसीपीसीबी: 

जब थर्मोइलेक्ट्रिक पृथक्करण आवश्यक हो तो चिप-ऑन-बोर्ड MCPCB का उपयोग किया जाता है। वे प्रदर्शन को बढ़ावा देते हुए जगह बचाते हैं।

मानक धातु पीसीबी में, तांबे के अंश और धातु कोर के बीच एक परावैद्युत परत होती है, जो परावैद्युत परत के इन्सुलेटिंग गुणों के कारण तापीय चालकता को सीमित करती है।

दूसरी ओर, COB MCPCB में धातु कोर पर एक चिप होती है, जो गर्मी अपव्यय को सुविधाजनक बनाती है। यह सेटअप चिप और सर्किट बोर्ड ट्रेस के बीच एक विद्युत अंतर्संबंध उत्पन्न करता है।

धातु कोर पीसीबी विनिर्माण प्रक्रियाएं

धातु कोर पीसीबी का निर्माण पारंपरिक पीसीबी की तरह ही किया जाता है, सिवाय इसके कि इसमें धातु कोर के जुड़ने के कारण कुछ अलग चरण होते हैं।

सामग्री चयन

प्रक्रिया MCPCB के लिए उपयुक्त सामग्री के चयन से शुरू होती है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि इसका उपयोग कहां किया जाएगा। किसी विशिष्ट PCB का अनुप्रयोग यह निर्धारित करता है कि कोर, इन्सुलेशन परत और कॉपर फ़ॉइल के लिए कौन सी सामग्री सबसे अच्छी है।

सामग्री का चयन आमतौर पर तापीय चालकता, परावैद्युत स्थिरांक और आवश्यक यांत्रिक गुणों के स्तर पर आधारित होता है।

ड्रिलिंग

धातु की प्लेसमेंट और रूटिंग से पहले, मेटल कोर निर्माता कंप्यूटर नियंत्रित ड्रिलिंग मशीनों का उपयोग करके धातु कोर में छेद करते हैं, जिससे स्थिरता और सटीकता अधिकतम होती है। ड्रिलिंग मशीन स्वचालित रूप से सही ड्रिल का चयन करती है और ड्रिल हेड को मशीन में लोड करती है।

यद्यपि ड्रिल मशीनें उच्च गति वाली ड्रिलिंग का दावा करती हैं, लेकिन यह एक समय लेने वाली प्रक्रिया है क्योंकि प्रत्येक छेद को एक-एक करके ड्रिल करना होता है।

तांबा जमाव

धातु के कोर पर तांबे की एक पतली परत चढ़ाई जाती है। यह इलेक्ट्रोप्लेटिंग के ज़रिए किया जाता है, यह एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें धातु पर इलेक्ट्रोलाइटिक प्लेटिंग की जाती है।

फोटोरेसिस्ट अनुप्रयोग

तांबे की परतें ऑप्टिकली सक्रिय कार्बनिक फिल्म की एक परत से ढकी होती हैं जिसे फोटोरेजिस्ट कहा जाता है। यूवी प्रकाश के संपर्क में आने के बाद, बाहरी फिल्म का पैटर्न बोर्ड की सतह पर लगाया जाता है। फोटोमास्क के माध्यम से संरचना को यूवी प्रकाश के संपर्क में लाने से तांबे के निशान वाला पैटर्न बनता है।  

नक़्क़ाशी

जिन क्षेत्रों में फोटोरेसिस्ट का प्रयोग नहीं किया गया था, वहां अतिरिक्त तांबे को हटाने के लिए नक्काशी की गई है, जिससे तांबे का ट्रेस पैटर्न बरकरार रहता है और बोर्ड पर अतिरिक्त तांबा समाप्त हो जाता है।

इन्सुलेशन परत लेमिनेशन

एक उच्च तापमान बहुलक परत, जिसे इन्सुलेशन परत भी कहा जाता है, को धातु कोर पर दोनों तरफ से लेमिनेट किया जाता है। यह कदम सुनिश्चित करता है कि तांबे के निशान इन्सुलेशन परत से ढके हुए हैं।

सोल्डर मास्क लगाना  

धातु पीसीबी के दोनों तरफ एक सोल्डर मास्क परत लगाई जाती है। यह एक सुरक्षात्मक फोटो इमेजेबल लैकर परत है जो बोर्ड को ऑक्सीकरण और पर्यावरणीय जोखिम के कारण होने वाले नुकसान से बचाती है। इसलिए, बोर्ड धूल और अन्य घटकों से सुरक्षित रहता है।

धातु कोर पीसीबी निर्माता घटकों की प्लेसमेंट और सोल्डरिंग को सुविधाजनक बनाने के लिए सोल्डर मास्क परत में छेद छोड़ देते हैं।

मार्ग

सर्किट बोर्ड की रूपरेखा बनाने के लिए उत्पादन प्रक्रिया के अंत में रूटिंग की जाती है। यह आमतौर पर कंप्यूटर नियंत्रित सीएनसी मशीन या मिलिंग टूल का उपयोग करके किया जाता है, जो आंतरिक कट-आउट या स्लॉट ड्रिल करता है। मशीन को मूल टूल फ़ाइल में पूर्व-निर्धारित पथ का अनुसरण करने के लिए प्रोग्राम किया जाता है।

मिलिंग के दौरान उत्पन्न धूल को मिलिंग हेड के पास स्थित ब्रश द्वारा एकत्र किया जाता है। यह धूल को चूसने के लिए वैक्यूम जैसी प्रणाली का उपयोग करता है।

सतह परिष्करण अनुप्रयोग

तांबे की परतों को धातु या कार्बनिक पदार्थ की एक अन्य परत से लेपित किया जाता है, जिसका उद्देश्य उजागर तांबे की परतों को ऑक्सीकरण और पर्यावरणीय क्षति से बचाना होता है।

वि कट

अंतिम विनिर्माण चरण में, सर्किट बोर्ड के दोनों तरफ वी-आकार काटकर वी-स्कोरिंग या वी-ग्रूविंग की जाती है। सामग्री की एक न्यूनतम मात्रा बची रहती है, जिससे मेटल कोर पीसीबी निर्माता पीसीबी को उत्पादन पैनल से अलग कर सकते हैं।

परीक्षण एवं निरीक्षण

किसी भी विद्युत घटक की तरह, सर्किट बोर्ड की गुणवत्ता और उचित कार्यप्रणाली सुनिश्चित करने के लिए उसका परीक्षण किया जाना चाहिए।

मेटल कोर पीसीबी निर्माता जटिल सर्किट बोर्डों के लिए फ्लाइंग प्रोब टेस्टर का उपयोग करके सर्किट बोर्डों पर विद्युत परीक्षण करते हैं। इसके अतिरिक्त, वे सर्किट बोर्डों के बड़े बैचों का परीक्षण करने के लिए यूनिवर्सल ग्रिड टेस्टर का उपयोग कर सकते हैं।

हाई-पॉट टेस्ट

यह परीक्षण यह जाँचता है कि धातु कोर पीसीबी की विद्युत सुरक्षा निर्दिष्ट विशेषताओं और इन्सुलेशन प्रदर्शन मानकों को पूरा करती है या नहीं। इसमें सर्किट बोर्ड के इन्सुलेशन प्रतिरोध और ब्रेकडाउन वोल्टेज को मापना शामिल है।

विश्वसनीयता परीक्षण से सर्किट बोर्ड में दोषों का भी पता लगाया जा सकता है, जिसमें इन्सुलेटर पर पिनहोल, टूटा हुआ या क्षतिग्रस्त इन्सुलेटर, या घटकों के बीच कम विद्युत निकासी शामिल है।

मेटल कोर पीसीबी डिज़ाइन को प्रभावित करने वाले कारक

धातु सर्किट बोर्ड निर्माण में इष्टतम प्रदर्शन और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए कई कारकों का मूल्यांकन करना शामिल है। इसमें शामिल हैं:

1. तापीय चालकता

कोर सामग्री की तापीय चालकता जितनी अधिक होगी, उतनी ही तेजी से यह इलेक्ट्रॉनिक उपकरण में ऊष्मा उत्पन्न करने वाले घटक से ऊष्मा को दूर ले जाएगी।

परिणामस्वरूप, कोर सामग्री और इसकी मोटाई उपकरण की बिजली आवश्यकताओं और उपकरण से गर्मी हटाने की दर पर निर्भर करती है।

2. परावैद्युत स्थिरांक

मेटल कोर पीसीबी का प्रदर्शन इन्सुलेशन सामग्री के प्रकार पर भी निर्भर करता है, जो MCPCB निर्माण में डाइइलेक्ट्रिक स्थिरांक है। कोर और तांबे की परतों के बीच रखी गई इन्सुलेशन सामग्री में डाइइलेक्ट्रिक स्थिरांक होता है।

परावैद्युत स्थिरांक धातु बोर्ड की चालकता को प्रभावित करता है। उच्च परावैद्युत स्थिरांक धारिता और संकेत संचरण को बढ़ाता है। कम परावैद्युत स्थिरांक धातु सर्किट बोर्ड की धारिता और संकेत संचरण को कम करता है।

किसी विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए आवश्यक सिग्नल संचरण के आधार पर, धातु कोर पीसीबी निर्माता, उसके परावैद्युत स्थिरांक के अनुसार इंसुलेटिंग सामग्री का चयन करता है।

3. ट्रेस चौड़ाई और रिक्ति

किसी विशिष्ट अनुप्रयोग की धारा-वहन क्षमता और वोल्टेज की आवश्यकता भी बोर्ड के आकार को निर्धारित करती है, और दो ट्रेस के बीच अंतर छोड़ा जाता है। इसलिए, बोर्ड की दूरी और चौड़ाई दक्षता को प्रभावित करने की संभावना है।

4. सोल्डर मास्क और सिल्कस्क्रीन

सोल्डर मास्क और सिल्कस्क्रीन बोर्ड की तांबे की परतों की सुरक्षा करते हैं। वे रंग और लेबलिंग के माध्यम से बोर्ड और घटकों की पहचान करने में भी मदद करते हैं। मास्क और सिल्कस्क्रीन का रंग किसी एप्लिकेशन की ज़रूरत पर निर्भर करता है।

5. यांत्रिक स्थिरता  

एमसीपीसीबी को झटके, कंपन और महत्वपूर्ण तापमान परिवर्तनों का सामना करना पड़ता है। इसलिए, बोर्ड को यांत्रिक तनाव का सामना करने के लिए पर्याप्त रूप से स्थिर होना चाहिए। बोर्ड की स्थिरता उपयोग की जाने वाली सामग्री के प्रकार, कोर की मोटाई और बनाए गए कनेक्शन पर निर्भर करती है।

इन कारकों पर विचार करते हुए, एक अनुभवी एमसीपीसीबी निर्माता के साथ काम करना महत्वपूर्ण है जो यह गारंटी देगा कि सर्किट बोर्ड इष्टतम प्रदर्शन प्रदान करता है और अनुप्रयोग की विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करता है।

धातु कोर पीसीबी अनुप्रयोग

धातु सर्किट बोर्ड के अनुप्रयोगों को समझने के लिए FR-4 सर्किट बोर्ड और धातु PCB के बीच अंतर पर विचार करना महत्वपूर्ण है।

विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को काम करने के लिए बहुत ज़्यादा ऊर्जा की ज़रूरत होती है। यह एक महत्वपूर्ण मात्रा में गर्मी भी उत्पन्न करता है, जो कभी-कभी इतनी केंद्रित हो जाती है कि ज़्यादा गरम हो जाती है। इस परिदृश्य में, मेटल कोर पीसीबी सर्किट बोर्ड FR-4 सर्किट बोर्ड के लिए एक बेहतर विकल्प बन जाते हैं।

मेटल कोर पीसीबी के फायदे हैं तेज़ शीतलन और उच्च शक्ति वाले उपकरणों के लिए गर्मी का प्रभावी फैलाव। तांबे या एल्युमिनियम से बने सर्किट बोर्ड में बेहतर तापीय चालकता और तन्य शक्ति होती है, साथ ही अधिक उत्कृष्ट ब्रेकडाउन वोल्टेज होता है, जो त्वरित-हीटिंग उपकरणों के लिए आदर्श है।  

धातु पीसीबी के प्राथमिक अनुप्रयोग और उपयोग नीचे सूचीबद्ध किए गए हैं:

● एलईडी प्रकाश व्यवस्था

● सॉलिड स्टेट रिले

● बिजली आपूर्तिकर्ता

● वोल्टेज रेगुलेटर

● सौर पैनल

● फोटोवोल्टिक सेल

● हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहनों में मोटर नियंत्रण।  

  

   

निष्कर्ष

धातु कोर पीसीबी का उपयोग बड़े पैमाने पर उन अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिनमें कुशल ताप अपव्यय की आवश्यकता होती है, जैसे एलईडी प्रकाश व्यवस्था, ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स, जहां अधिक तापमान के कारण उपकरणों को नुकसान पहुंचने की संभावना रहती है।

धातु कोर ऊष्मा सिंक के रूप में कार्य करता है, तथा FR4 जैसे गैर-प्रवाहकीय सब्सट्रेट वाले पारंपरिक सर्किट बोर्डों के विपरीत, आसपास के वातावरण में ऊष्मा वितरित करता है।

कुल मिलाकर, धातु कोर पीसीबी अपनी बेहतर थर्मल प्रबंधन क्षमताओं और यांत्रिक प्रदर्शन के माध्यम से विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए एक विश्वसनीय और कुशल समाधान प्रदान करते हैं।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

1. धातु पीसीबी में कौन से धातु कोर का उपयोग किया जाता है?

पीसीबी में इस्तेमाल होने वाले सबसे आम धातु कोर में एल्युमिनियम कोर शामिल हैं क्योंकि वे अन्य धातुओं की तुलना में तुलनात्मक रूप से सस्ते होते हैं। इसके अलावा, वे दूसरों की तुलना में अधिक प्रभावी ढंग से गर्मी को नष्ट करते हैं। हालाँकि, डिवाइस की जटिलता के आधार पर तांबे और स्टील जैसी अन्य धातुओं का भी उपयोग किया जा सकता है।

2. क्या मेटल कोर पीसीबी FR4 पीसीबी से बेहतर हैं?

हां, बढ़ी हुई तापीय चालकता, स्थायित्व और बेहतर आवृत्ति के मामले में मेटल कोर पीसीबी सामान्य FR4 पीसीबी से बेहतर हैं। लेकिन अधिकांश निर्माता मेटल पीसीबी की तुलना में FR4 को प्राथमिकता देते हैं क्योंकि वे सस्ते होते हैं, जो लागत में कमी लाने में सहायक होते हैं।

3. धातु कोर पीसीबी का इतना व्यापक रूप से उपयोग क्यों किया जाता है?

मेटल-कोर पीसीबी का व्यापक रूप से उपयोग किए जाने का एक मुख्य कारण यह है कि वे आपके उपकरणों को बहुत जल्दी गर्म होने से बचाते हैं। मेटल कोर गर्मी को अवशोषित करता है और इसे कुशलतापूर्वक नष्ट कर देता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि उपकरण ज़्यादा गरम होने से सुरक्षित रहे। इसके अतिरिक्त, ये सर्किट बोर्ड थर्मल चालकता को बढ़ाते हैं, जिससे डिवाइस का जीवनकाल लंबा हो जाता है।

4. क्या मेटल कोर पीसीबी को मानक एसएमटी प्रक्रियाओं का उपयोग करके असेंबल किया जा सकता है?

हां, एसएमटी प्रक्रियाओं का उपयोग धातु कोर पीसीबी पर किया जा सकता है। हालांकि, एसएमटी प्रक्रियाओं को कोर सामग्री से धातु के अलग थर्मल विस्तार गुणांक के अधीन किया जाता है।

5. क्या मेटल कोर पीसीबी, मानक पीसीबी की तुलना में अधिक महंगे हैं?

मेटल पीसीबी सामग्री और निर्माण प्रक्रिया के कारण अलग होते हैं। यह मेटल कोर पीसीबी को मानक बोर्डों की तुलना में महंगा बनाता है। हालाँकि, बेहतर प्रदर्शन और विश्वसनीयता के कारण मेटल-कोर पीसीबी एक योग्य निवेश हैं।