Metal Core PCB
Metal Core Printed Circuit Board (MCPCB), også kaldet et isoleret metalsubstrat (IMS) printkort eller termisk printkort,
Kontakt eller tilbudsanmodning
Den grundlæggende struktur i MCPCB omfatter:
- Loddemaskelag
- Kredsløbslag
- Kobberlag 1 ml til 6 ml (mest almindeligt anvendt er 1 ml til 2 ml)
- Dielektrisk lag
- Metalkernelag – køleplade eller varmespreder
Kontakt eller tilbudsanmodning
Hvad er et metalkerne-PCB (MCPCB)?
Et metalkerneprintkort (MCPCB), også kaldet et isoleret metalsubstrat (IMS)-printkort eller termisk printkort, er en type printkort, der bruger et metalmateriale som base til varmeafledning, i modsætning til traditionelle FR4-printkort. MCPCB'er er designet til effektivt at overføre varme, der genereres af elektroniske komponenter under drift, til mindre kritiske områder, såsom metalkøleplader eller selve metalkernen.
En MCPCB består typisk af tre lag: et ledende lag, et varmeisolerende lag og et metalsubstratlag. Denne konstruktion muliggør effektiv varmestyring, hvilket sikrer pålideligheden og levetiden af elektroniske enheder, især i højeffektapplikationer som LED-belysning og effektelektronik.
Typer af metalkerne-PCB
I henhold til substratmateriale
Valget af basismateriale afhænger af specifikke anvendelseskrav, hvor faktorer som varmeledningsevne, stivhed og omkostninger afvejes.
De mest almindeligt anvendte metaller i MCPCB-fremstilling omfatter aluminium, kobber og stållegeringer:
- AluminiumAluminium er kendt for sine fremragende varmeoverførings- og varmeafledningsevner og er relativt billigt, hvilket gør det til det mest økonomiske valg til MCPCB'er.
- KobberSelvom kobber tilbyder overlegen termisk ydeevne, er det dyrere end aluminium.
- StålStål fås i almindelige og rustfrie varianter og er hårdere end aluminium og kobber, men har lavere varmeledningsevne.
Ifølge strukturen og lagene af metalkerne-PCB
Enkeltlags MCPCB
Dobbeltlags MCPCB
Dobbeltsidet MCPCB
Flerlags MCPCB
Fordelene ved metalkerne-PCB (MCPCB)
- Overlegen varmeafledningMCPCB'er anvender metaller som aluminium eller kobber, hvilket giver fremragende varmeledningsevne. Denne funktion muliggør effektiv varmestyring i højeffektapplikationer, hvilket reducerer komponenternes driftstemperatur betydeligt og forbedrer systemets pålidelighed og levetid. For eksempel kan MCPCB'er overføre varme 8 til 9 gange hurtigere end traditionelle FR4-printkort.
- Reduceret behov for kølepladerI modsætning til FR4-printkort, som kræver ekstra køleudstyr på grund af deres lavere varmeledningsevne, kan MCPCB'er effektivt aflede varme på egen hånd. Dette reducerer den samlede systemstørrelse og kompleksitet ved at eliminere store køleplader.
- Holdbarhed og styrkeAluminium, et almindeligt substrat til MCPCB'er, tilbyder højere styrke og holdbarhed sammenlignet med materialer som keramik og glasfiber. Denne robusthed minimerer risikoen for skader under produktion, montering og normal drift, hvilket sikrer langvarig ydeevne.
- Dimensionel StabilitetMCPCB'er udviser større dimensionsstabilitet, når de udsættes for temperaturvariationer. De oplever minimale størrelsesændringer (typisk 2.5 % til 3.0 %) over et temperaturområde fra 30 °C til 150 °C, hvilket sikrer ensartet ydeevne under forskellige miljøforhold.
- Lettere vægt og højere genanvendelighedMCPCB'er er lettere end traditionelle printkort, hvilket gør dem nemmere at håndtere og installere. Derudover er aluminium genanvendeligt og giftfrit, hvilket bidrager til miljøvenlig praksis. Dette aspekt gør også aluminium til et omkostningseffektivt alternativ til andre materialer.
- Længere levetidAluminiums styrke og holdbarhed forbedrer ikke kun robustheden af MCPCB'er, men bidrager også til en længere levetid. Dette reducerer vedligeholdelsesomkostninger og behovet for udskiftninger, hvilket gør MCPCB'er til en klog investering med hensyn til levetid.
Metal Core PCB-fremstillingsproces
Fremstillingsprocessen for metalkerne-printkort (MCPCB'er) involverer flere specialiserede trin på grund af tilstedeværelsen af et metallag i stakken.
EnkeltlagstavlerFor enkeltlags MCPCB'er uden lagovergange afspejler processen den, der anvendes for traditionelle FR4-kort. Det dielektriske lag presses og limes direkte til metalpladen, hvilket sikrer effektiv vedhæftning.
FlerlagsstablingerFor flerlags-MCPCB'er begynder processen med at bore metalkernen. Dette er afgørende for at muliggøre lagovergange uden risiko for kortslutninger. Følgende trin beskriver processen:
- BoringDer bores lidt større huller i metalllaget for at give plads til isoleringsmaterialet.
- plukkerDisse huller fyldes med en isolerende gel, som derefter hærdes. Dette trin er vigtigt for at forberede området til kobberbelægning.
- belægningNår gelen er hærdet, belægges de borede huller med kobber, svarende til standard vias i traditionelle printkort.
- BondingDe resterende dielektriske lag presses derefter og bindes til metalllaget.
- Gennemgående hulboringNår opstablingen er færdig, bores der gennemgående huller gennem hele samlingen, efterfulgt af yderligere plettering og rengøringsprocesser.