PCB s kovinskim jedrom

Tiskana vezja s kovinskim jedrom (MCPCB), imenovana tudi tiskana vezja z izoliranim kovinskim substratom (IMS) ali termična tiskana vezja,

Kontakt ali povpraševanje

Kontakt
galerija kovinskih jedrnih PCB-jev
Osnovna struktura kovinske jedrne plošče s kovinskim jedrom

Osnovna struktura MCPCB vključuje:

  • Spajkalna maska
  • Plast vezja
  • Bakrena plast od 1 oz do 6 oz (najpogosteje se uporablja od 1 oz do 2 oz)
  • Dielektrična plast
  • Kovinska jedrna plast – hladilnik ali razpršilnik toplote

Kontakt ali povpraševanje

Kontakt

Kaj je kovinsko jedro PCB (MCPCB)?

Tiskano vezje s kovinskim jedrom (MCPCB), imenovano tudi tiskano vezje z izolirano kovinsko podlago (IMS) ali termično tiskano vezje, je vrsta tiskanega vezja, ki za odvajanje toplote uporablja kovinski material, v nasprotju s tradicionalnimi tiskanimi vezji FR4. MCPCB so zasnovana tako, da učinkovito prenašajo toploto, ki jo med delovanjem ustvarjajo elektronske komponente, na manj kritična območja, kot so kovinski hladilniki ali samo kovinsko jedro.

MCPCB običajno sestavljajo tri plasti: prevodna plast, toplotnoizolacijska plast in kovinska podlaga. Ta konstrukcija omogoča učinkovito upravljanje toplote, kar zagotavlja zanesljivost in dolgo življenjsko dobo elektronskih naprav, zlasti v aplikacijah z veliko močjo, kot sta LED-razsvetljava in močnostna elektronika.

Vrste PCB-jev s kovinskim jedrom

Glede na material podlage

Izbira osnovnega materiala je odvisna od specifičnih zahtev uporabe, uravnoteženih dejavnikov, kot so toplotna prevodnost, togost in stroški.

Najpogosteje uporabljene kovine pri proizvodnji MCPCB vključujejo aluminijeve, bakrene in jeklene zlitine:

  • AluminijAluminij, znan po odličnih zmogljivostih prenosa in odvajanja toplote, je relativno poceni, zaradi česar je najbolj ekonomična izbira za MCPCB-je.
  • BakerČeprav ponuja vrhunsko toplotno učinkovitost, je baker dražji od aluminija.
  • JekloJeklo, ki je na voljo v navadni in nerjavni različici, je trše od aluminija in bakra, vendar ima nižjo toplotno prevodnost.

Glede na strukturo in plasti kovinskega jedra PCB

enoslojna MCPCB struktura
dvoslojna struktura MCPCB
dvostranska MCPCB struktura
večplastna struktura MCPCB

Enoslojni MCPCB

Dvoslojni MCPCB

Dvostranski MCPCB

Večplastna MCPCB

Prednosti kovinsko-jedrnega PCB-ja (MCPCB)

  • Vrhunsko odvajanje toploteMCPCB-ji uporabljajo kovine, kot sta aluminij ali baker, kar zagotavlja odlično toplotno prevodnost. Ta lastnost omogoča učinkovito upravljanje toplote v aplikacijah z visoko porabo energije, kar znatno zmanjša obratovalno temperaturo komponent ter poveča zanesljivost in življenjsko dobo sistema. MCPCB-ji lahko na primer prenašajo toploto 8- do 9-krat hitreje kot tradicionalni FR4 tiskani vezji.
  • Zmanjšana potreba po hladilnikihZa razliko od tiskanih vezij FR4, ki zaradi nižje toplotne prevodnosti zahtevajo dodatno strojno opremo za hlajenje, lahko MCPCB-ji sami učinkovito odvajajo toploto. To zmanjša celotno velikost in kompleksnost sistema z odpravo zajetnih hladilnikov.
  • Vzdržljivost in močAluminij, pogost substrat za MCPCB-je, ponuja večjo trdnost in vzdržljivost v primerjavi z materiali, kot sta keramika in steklena vlakna. Ta robustnost zmanjšuje tveganje poškodb med proizvodnjo, montažo in normalnim delovanjem, kar zagotavlja dolgotrajno delovanje.
  • Dimenzijska stabilnostMCPCB-ji kažejo večjo dimenzijsko stabilnost pri temperaturnih spremembah. Njihove velikosti se minimalno spreminjajo (običajno od 2.5 % do 3.0 %) v temperaturnem območju od 30 °C do 150 °C, kar zagotavlja dosledno delovanje v različnih okoljskih pogojih.
  • Lažja teža in večja možnost recikliranjaMCPCB-ji so lažji od tradicionalnih tiskanih vezij, zaradi česar so lažji za rokovanje in namestitev. Poleg tega je aluminij mogoče reciklirati in ni strupen, kar prispeva k okolju prijaznim praksam. Zaradi tega je aluminij tudi stroškovno učinkovita alternativa drugim materialom.
  • Daljša življenjska dobaTrdnost in vzdržljivost aluminija ne le povečata robustnost MCPCB-jev, temveč prispevata tudi k daljši obratovalni dobi. To zmanjšuje stroške vzdrževanja in potrebo po zamenjavah, zaradi česar so MCPCB-ji pametna naložba z vidika dolge življenjske dobe.

Postopek izdelave tiskanih vezij s kovinskim jedrom

Proizvodni proces za tiskana vezja s kovinskim jedrom (MCPCB) vključuje več specializiranih korakov zaradi prisotnosti kovinske plasti v zloženki.

  1. Enoslojne ploščePri enoslojnih MCPCB-jih brez prehodov med plastmi postopek zrcali enak kot pri tradicionalnih ploščah FR4. Dielektrična plast se stisne in zlepi neposredno na kovinsko ploščo, kar zagotavlja učinkovito oprijemljivost.

  2. Večplastne zloženkePri večplastnih MCPCB-jih se postopek začne z vrtanjem kovinskega jedra. To je ključnega pomena za omogočanje prehodov med plastmi brez tveganja kratkih stikov. Postopek je opisan v naslednjih korakih:

    • VrtanjeV kovinsko plast se izvrtajo nekoliko večje luknje, da se vanje namesti izolacijski material.
    • VtičnicaTe luknje so napolnjene z izolacijskim gelom, ki se nato strdi in utrdi. Ta korak je bistven za pripravo območja za bakrenje.
    • prevlekaKo se gel strdi, se izvrtane luknje prevlečejo z bakrom, podobno kot standardni prehodi v tradicionalnih tiskanih vezjih.
    • LepljenjePreostale dielektrične plasti se nato stisnejo in vežejo na kovinsko plast.
    • Vrtanje skozi luknjePo končanem zlaganju se skozi celotno montažo izvrtajo skoznje luknje, čemur sledijo dodatni postopki galvanizacije in čiščenja.