Metal Core PCBs (MCPCBs) بذریعہ PCBasic
جیسے جیسے الیکٹرانک مصنوعات تیزی سے طاقتور، چھوٹی اور اعلیٰ کارکردگی کی حامل ہوتی ہیں، گرمی کی کھپت کا مسئلہ ایک اہم مسئلہ بن گیا ہے جسے پی سی بی ڈیزائن میں حل کرنا ضروری ہے۔ روایتی پی سی بی مواد (جیسے FR-4 اور پولیمائیڈ) میں تھرمل چالکتا کم ہوتی ہے اور ہائی پاور سرکٹس میں گرمی کو بروقت ختم کرنا مشکل ہوتا ہے، جو آسانی سے اجزاء کی ضرورت سے زیادہ حرارت یا نقصان کا باعث بن سکتا ہے۔
اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے، PCBasic نے میٹل کور پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈز (MCPCBs) کی ڈیزائننگ اور مینوفیکچرنگ پر توجہ مرکوز کی، جسے میٹل کور PCBs، میٹل کلڈ PCBs یا تھرمل PCBs بھی کہا جاتا ہے۔ اس قسم کا سرکٹ بورڈ اپنے ڈیزائن میں دھات کی بنیادی تہہ کو شامل کرتا ہے، جو گرمی کو زیادہ تیزی سے دور کر سکتا ہے، جس سے سرکٹ کا عمل زیادہ مستحکم اور قابل اعتماد ہوتا ہے۔ یہ مختلف اعلی طاقت اور اعلی کارکردگی والے الیکٹرانک مصنوعات میں استعمال کے لیے انتہائی موزوں ہے۔
MCPCB کیا ہے؟
MCPCBs، جسے انسولیٹڈ میٹل سبسٹریٹ (IMS) PCBs یا تھرمل کلڈ PCBs بھی کہا جاتا ہے، ایک قسم کا دھاتی کور سرکٹ بورڈ ہے جو خاص طور پر الیکٹرانک مصنوعات کے حرارتی مسئلے کو حل کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔
روایتی FR-4 PCBs کے برعکس، جو رال یا فائبر گلاس کو بنیادی مواد کے طور پر استعمال کرتے ہیں، ایک دھاتی کور PCB اپنی ساخت میں دھات کی ایک تہہ کو شامل کرتا ہے، جو عام طور پر ایلومینیم، تانبے یا سٹیل کے مرکب سے بنی ہوتی ہے۔ یہ دھاتی تہہ تیزی سے اجزاء سے پیدا ہونے والی حرارت کو باہر لے جا سکتی ہے اور اسے ہیٹ سنک یا دھات کی بنیادی تہہ میں منتقل کر سکتی ہے، اس طرح سرکٹ زیادہ مستحکم اور زیادہ گرم ہونے کا خطرہ کم کرتا ہے۔
ان دھاتی مواد میں، ایلومینیم اپنی اچھی تھرمل چالکتا، اعلی مکینیکل طاقت اور کم قیمت کی وجہ سے سب سے زیادہ استعمال ہوتا ہے۔ یہ فی الحال MCPCB مینوفیکچرنگ کے لیے مرکزی دھارے کا انتخاب ہے۔
MCPCBs ایک کوندکٹو پرت، ایک تھرمل موصلیت کی تہہ، اور ایک دھاتی سبسٹریٹ پرت پر مشتمل ہوتا ہے۔
ایک معیاری دھاتی کور سرکٹ بورڈ پر مشتمل ہے:
• سولڈر ماسک کی پرت
• سرکٹ کی پرت
• تانبے کی تہہ (1oz–6oz کاپر، سب سے عام 1–2oz)
• ڈائی الیکٹرک موصلیت کی پرت
• دھات کی بنیادی تہہ (ایلومینیم، تانبا، یا اسٹیل) — ہیٹ سنک کے طور پر کام کرتی ہے۔
• اختیاری حفاظتی کوٹنگ یا ختم
MCPCB کے فوائد
روایتی سرکٹ بورڈز کے مقابلے میں، دھاتی کور پی سی بی کے درج ذیل واضح فوائد ہیں:
1. اعلیٰ حرارت کی کھپت
دھاتی مواد کے استعمال کی وجہ سے، دھاتی کور PCBs (خاص طور پر ایلومینیم اور تانبے کے سبسٹریٹس) کی تھرمل چالکتا انتہائی شاندار ہے۔ یہ ہائی پاور ایل ای ڈیز، پاور ماڈیولز، آٹوموٹو الیکٹرانکس وغیرہ سے پیدا ہونے والی گرمی کو تیزی سے ختم کر سکتا ہے، جس سے گرمی کی کھپت کی کارکردگی میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے اور سرکٹ کو مزید مستحکم بناتا ہے۔
2. بیرونی ہیٹ سنکس کی کم ضرورت
MCPCB بورڈ اپنے طور پر گرمی کو اچھی طرح سے چلا سکتے ہیں، لہذا بہت سے معاملات میں، اضافی ہیٹ سنکس یا کولنگ پنکھے شامل کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔ اس طرح، سامان سائز میں چھوٹا، وزن میں ہلکا اور اس کا ڈیزائن آسان ہے۔
3. اعلی مکینیکل طاقت
دھات کی بنیادی تہہ (خاص طور پر ایلومینیم کا مواد) سرکٹ بورڈ کو زیادہ سخت بناتی ہے، موڑنے، کمپن اور تھرمل توسیع اور سکڑاؤ کی وجہ سے پیدا ہونے والے تناؤ کو برداشت کرنے کے قابل، اور پیداوار اور استعمال دونوں میں زیادہ پائیدار ہے۔
4. ہلکا پھلکا اور ماحول دوست
سیرامک یا فائبر گلاس بورڈز کے مقابلے میں، میٹل کور پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ نہ صرف ہلکے اور زیادہ پائیدار ہوتے ہیں بلکہ ری سائیکل اور دوبارہ قابل استعمال بھی ہوتے ہیں۔ خاص طور پر ایلومینیم، جو غیر زہریلا، ماحول دوست اور ری سائیکل ہے، پائیدار مینوفیکچرنگ کے لیے انتہائی موزوں ہے۔
5. جہتی استحکام
30 ° C سے 150 ° C کے درجہ حرارت کی حد کے اندر، دھاتی کور PCBs مستحکم طول و عرض اور کارکردگی کو برقرار رکھتے ہیں، سامان کے طویل مدتی قابل اعتماد آپریشن کو یقینی بناتے ہیں۔
MCPCB کی اقسام
کوندکٹو اور دھاتی تہوں کی ترتیب کے لحاظ سے، MCPCBs کو پانچ بنیادی اقسام میں درجہ بندی کیا جا سکتا ہے:
1. سنگل لیئر MCPCB
2. COB MCPCB (چپ آن بورڈ)
3. ڈبل لیئرز MCPCB
4. ڈبل سائیڈڈ MCPCB
5. ملٹی لیئر ایم سی پی سی بی
سنگل لیئر MCPCB
سنگل لیئر MCPCB
سنگل لیئر میٹل کور پی سی بی تین حصوں پر مشتمل ہوتا ہے: کاپر سرکٹ پرت، ڈائی الیکٹرک موصلیت کی پرت، اور میٹالک بیس (عام طور پر ایلومینیم استعمال ہوتا ہے)۔ یہ ڈھانچہ سادہ اور عملی، سرمایہ کاری مؤثر اور کارکردگی میں قابل اعتماد ہے، اور بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے بہت موزوں ہے۔
درخواستیں:
• ایل ای ڈی لائٹنگ اور ہائی برائٹنس لیمپ
• آٹوموٹو اور صنعتی ریلے
• آڈیو آلات اور یمپلیفائر
• سینسر اور پیکیجنگ مشینری
PCBasic کے ذریعہ تیار کردہ سنگل لیئر MCPCBs بڑے پیمانے پر ایل ای ڈی لائٹنگ میں استعمال ہوتے ہیں۔ اس کی شاندار گرمی کی کھپت کی کارکردگی کے ساتھ، یہ لیمپ کی چمک اور لمبی عمر کو یقینی بناتے ہوئے درجہ حرارت کو مؤثر طریقے سے کم کر سکتا ہے۔
COB MCPCB
ایک COB MCPCB (چپ آن بورڈ میٹل کور پی سی بی) ایک خاص قسم کا دھاتی کور پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ ہے۔ اس کی سب سے نمایاں خصوصیت یہ ہے کہ روایتی ڈھانچے میں ڈائی الیکٹرک بیریئر پرت کی ضرورت کو ختم کرتے ہوئے ننگی ڈائی براہ راست دھاتی کور بورڈ پر نصب کی جاتی ہے۔
یہ ڈیزائن چپ کو دھاتی کور پی سی بی کے ساتھ براہ راست رابطہ کرنے کے قابل بناتا ہے، جس کے نتیجے میں گرمی کی تیز رفتار اور زیادہ موثر منتقلی ہوتی ہے۔ تھرمل چالکتا 200 W/m·K سے زیادہ ہو سکتی ہے، جو تقریباً خود دھات کے بیس میٹریل کے برابر ہے۔
COB میٹل کور PCB کی بنیادی ساخت میں شامل ہیں:
• دھاتی کور پی سی بی پر براہ راست چپ بانڈنگ
• سگنل انٹرکنکشن کے لیے وائر بانڈنگ
• چپ کے تحفظ کے لیے ایپوکسی رال انکیپسولیشن
چپ مضبوطی سے MCPCB بورڈ پر وائر بانڈنگ اور epoxy encapsulation کے ذریعے سرایت شدہ ہے۔ یہ ڈیزائن روشنی کی یکسانیت کو بہتر بنا سکتا ہے اور ایک ہی وقت میں، ہائی پاور ایل ای ڈی کی عمر کو بڑھا سکتا ہے۔
زیادہ تر COB MCPCB بورڈز ایلومینیم کو بنیادی مواد کے طور پر استعمال کرتے ہیں کیونکہ اس کی اچھی تھرمل چالکتا، اعلی طاقت اور کم لاگت، زیادہ تر دھاتی کور PCB مینوفیکچررز کے لیے پہلی پسند بن جاتی ہے۔ کچھ اعلیٰ درجے کی مصنوعات بھی آئینے سے تیار شدہ ایلومینیم پی سی بی کا استعمال کریں گی جن میں سلور/گولڈ چڑھانا ہے تاکہ عکاسی اور حرارت کی کھپت کی کارکردگی کو بہتر بنایا جا سکے۔
درخواستیں:
• ایل ای ڈی اسٹریٹ لائٹس اور فلڈ لائٹس
• ایل ای ڈی بیک لائٹنگ اور ڈسپلے ماڈیولز
• بجلی کی فراہمی اور کنورٹرز
• آٹوموٹو ہیڈلائٹس اور سگنل سسٹم
• زرعی اور باغبانی کی اگنے والی لائٹس
• صنعتی اور تعمیراتی روشنی کے نظام
ڈبل لیئر MCPCB
ڈبل لیئر MCPCB
ڈبل لیئر ایم سی پی سی بی دھاتی کور پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ کی ایک قسم ہے جس کی ساخت سنگل لیئر سے زیادہ پیچیدہ ہے۔ اس میں تانبے کے سرکٹ کی دو تہیں ہیں، دونوں ایک ہی طرف دھات کی بنیاد پر پرتدار ہیں۔ عام طور پر استعمال شدہ مواد ایلومینیم یا کاپر ہیں۔ دھاتی کور سرکٹ بورڈ کے نچلے حصے میں واقع ہے، جو اچھی مکینیکل مدد فراہم کر سکتا ہے اور گرمی کی تیزی سے کھپت میں مدد کر سکتا ہے۔
دو طرفہ دھاتی کور PCBs کے برعکس، جہاں تانبے کی دو تہوں کو دھاتی کور کے دونوں طرف تقسیم کیا جاتا ہے، ڈبل لیئر MCPCB کے تمام الیکٹرانک اجزاء ایک ہی طرف نصب کیے جاتے ہیں، جس سے ساخت مزید کمپیکٹ ہو جاتی ہے۔
سنگل لیئر میٹل کور PCBs کے مقابلے میں، ڈبل لیئر MCPCBs کی پیداوار زیادہ پیچیدہ ہے۔ مینوفیکچرنگ کے دوران، تھرمل کوندکٹو پرت کو دھاتی سبسٹریٹ سے مضبوطی سے جوڑنے کے لیے ایک اضافی لیمینیشن مرحلہ درکار ہوتا ہے۔ اس قدم میں عمل کی درستگی کے لیے اعلیٰ تقاضے ہیں اور اس بات کو یقینی بنانا چاہیے کہ پرتیں دونوں موصل ہیں اور قابل اعتماد طریقے سے بجلی چلا سکتی ہیں۔
ڈبل لیئر MCPCB کی درخواستیں۔
• پاور انورٹرز اور ریکٹیفائر
• آڈیو پری ایمپلیفائر اور ایمپلیفائر
• پاور کنٹرول یونٹس اور ریگولیٹرز
• صنعتی آٹومیشن کا سامان
• موٹر ڈرائیور اور کمیونیکیشن ماڈیولز
ایک پیشہ ور MCPCB مینوفیکچرر کے طور پر، PCBasic اس بات کو یقینی بنانے کے لیے جدید لیمینیشن ٹیکنالوجی کو اپناتا ہے کہ ہر ڈبل لیئر MCPCB بورڈ میں، تھرمل کنڈکٹیو تہہ دھاتی سبسٹریٹ کے ساتھ قریب سے ملتی ہے اور ڈیلامینیشن کا شکار نہیں ہوتی ہے۔
دو طرفہ MCPCB
ڈبل لیئر میٹل کور PCBs کی طرح، ڈبل رخا میٹل کور PCBs میں بھی تانبے کے کنڈکٹرز کی دو تہیں ہوتی ہیں۔ لیکن اس کا دھاتی کور ان دو تہوں کے درمیان واقع ہے۔ دوسرے لفظوں میں، دھات کی بنیادی تہہ کے اوپر اور نیچے کی دونوں سطحوں پر سرکٹ کے نشانات ہیں، جو چڑھائی ہوئی ویاس کے ذریعے جڑے ہوئے ہیں۔
سنگل سائیڈڈ میٹل کور PCBs کے برعکس، دو طرفہ MCPCBs کو پیداوار کے دوران ایک اضافی لیمینیشن سٹیپ کی ضرورت ہوتی ہے، جو پیٹرن والی تھرمل کنڈکٹیو تہوں کو دھاتی کور سبسٹریٹ سے مضبوطی سے جوڑتا ہے۔
عام FR-4 سرکٹ بورڈز کے مقابلے میں، ڈبل رخا دھاتی کور PCBs میں درستگی اور مینوفیکچرنگ کے تجربے کے لیے زیادہ تقاضے ہوتے ہیں۔ تانبے کے ورق کی دو تہوں کو دھاتی کور میں لامینیٹ کرتے وقت، درجہ حرارت، دباؤ اور موصلیت کی کارکردگی کو درست طریقے سے کنٹرول کرنا ضروری ہے۔ صرف اسی طرح اچھی برقی تنہائی اور مستحکم تھرمل کارکردگی کو یقینی بنایا جا سکتا ہے۔
درخواستیں:
صنعتی کنٹرول یونٹس
• پاور کنورٹرز اور ریگولیٹرز
• HVAC سسٹمز
• آٹوموٹو ڈیش بورڈز
• UPS اور مواصلاتی نظام
ملٹی لیئر ایم سی پی سی بی
ملٹی لیئر ایم سی پی سی بی
ایک ملٹی لیئر میٹل کور پی سی بی ایک قسم کا ہائی پرفارمنس میٹل کور پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ ہے۔ یہ ایک سے زیادہ تانبے کے سرکٹ کی تہوں اور تھرمل طور پر کوندکٹیو ڈائی الیکٹرک مواد پر مشتمل ہے جو ایک ٹھوس دھات کی بنیاد پر جمع ہیں۔
یہ ڈھانچہ سرکٹ بورڈ کو اعلی تھرمل چالکتا کو برقرار رکھتے ہوئے اندرونی سگنل روٹنگ، زمینی طیاروں، اور اندھے یا دفن شدہ ویاس ڈیزائن حاصل کرنے کے قابل بناتا ہے۔ اس میں ایک ہی وقت میں اعلی ڈیزائن کی لچک اور بہتر تھرمل مینجمنٹ کارکردگی بھی ہے۔
روایتی FR-4 سرکٹ بورڈز کے مقابلے میں، ملٹی لیئر MCPCBs کے لیے مینوفیکچرنگ کی ضروریات زیادہ ہیں۔ لیمینیشن کے عمل میں، درجہ حرارت، دباؤ اور موصلیت کی کارکردگی کو درست طریقے سے کنٹرول کرنا ضروری ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ تانبے کی ہر تہہ کو دھاتی کور سے مضبوطی سے جوڑا جا سکے۔
درخواستیں:
• سرورز اور ڈیٹا سینٹرز
• ایرو اسپیس اور سیٹلائٹ سسٹم
• میڈیکل الیکٹرانکس (ECG، ہارٹ مانیٹر)
• اعلی تعدد مواصلاتی نظام
• سائنسی آلات
