Was Sie über Metallkern-Leiterplatten wissen sollten

Metallkernplatine (MCPCB) ist eine Art Leiterplatte, die ein Metallbasismaterial wie Kupfer verwendet, Aluminium, oder Stahllegierung anstelle der herkömmlichen FR4 Material. Wie der Name andeutet, MCPCBs enthalten eine Metallkernschicht, die es ihnen ermöglicht, Wärme effektiver abzuleiten als Standard-Leiterplatten. Mit ihren überlegenen Wärmeableitungsfähigkeiten, MCPCBs erfreuen sich in den letzten Jahren zunehmender Beliebtheit. In diesem Artikel, Wir werden weitere Details über die Metallkern-Leiterplatte einschließlich ihrer Funktionen vorstellen, Vorteile, Anwendungen, und so weiter, jetzt lesen wir weiter.

Basic Wissen über Metallkern PCB

Als erstes, Teilen Sie uns einige grundlegende Informationen über Metallkern-Leiterplatten mit:

Grundstrukturen eines MCPCB

Lötmaske

Schaltungsschicht

Kupferschicht

Dielektrische Schicht

Metallkernschicht

Kühlkörper

Für MCPCB verwendetes Material

In den meisten Fällen, Menschen verwenden Aluminium und Kupfer als Materialien für den Metallkern, während einige auch die anderen leitfähigen Metalle und eine Mischung aus speziellen Legierungen verwenden können. Unterschiedliche Metalle haben unterschiedliche Eigenschaften, zum Beispiel, Aluminium ist billiger als Kupfer, Kupfer hat jedoch eine bessere Wärmeableitungsleistung. Edelstahl hat einen geringen Wärmeleitfähigkeit aber es ist starrer. Deshalb, Die Anwendungs- und Nutzungsumgebung der Leiterplatte sollte bei der Auswahl der Materialien für den Metallkern berücksichtigt werden.

Verschiedene Arten von MCPCB

Entsprechend der Position des Metallkerns und der Anzahl der Spurenschichten, Wir können die Metallkern-PCB in vier Typen unterteilen, Sie sind:

Single-Layer-MCPCB: Es bezieht sich auf das MCPCB mit nur einer einzigen Leiterbahnschicht auf einer Seite.

Doppelschichten MCPCB: Diese Art von MCPCB hat zwei Spurenschichten auf der gleichen Seite.

Doppelseitige Schicht MCPCB: Für diese Art von MCPCB, Auf jeder Seite befinden sich zwei Spurenschichten.

Mehrschichtig MCPCB: Es bezieht sich auf die Art der Metallkern-Leiterplatte mit mehr als 2 Leiterbahnen pro Platine.

Merkmale von Metallkern PCB

In diesem Abschnitt, Wir werden uns die Funktionen von MCPCB ansehen:

1. Dicke der Metallkern-Leiterplatte

Wenn wir Aluminium als Metallkern verwenden, ist seine Dicke gleich 0.8-2.0 mm. jedoch, Wenn wir Kupfer als Metallkern verwenden, ist seine Dicke gleich 1-5 mm. jedoch, Metallkerne können von diesen Abmessungen abweichen. So, dickere und dünnere Platten sind möglich.

2. Wärmeleitfähigkeit von Metallkern-Leiterplatten

Die Wärmeleitfähigkeit des Materials zeigt, wie es Wärme durchfließen lässt. So, es bezieht sich auf die Fähigkeit eines Materials, Wärme abzuleiten. Die Wärmeleitfähigkeit der Metallkern-Leiterplatte liegt typischerweise zwischen 1,5 W /(m · K.) und 2,0 W /(m · K.)

3. Metallkern-PCB-Schälfestigkeit

Dies ist die Kraft, die erforderlich ist, um Material von einer anhaftenden Oberfläche zu entfernen. Die Schälfestigkeit von MCPCB ist typischerweise größer als 9 lb/in.

In der folgenden Tabelle, Wir führen auch einige weitere Merkmale von Metallkern-Leiterplatten auf, damit Sie sie besser verstehen können.

Aluminiumdicke	0.8-2.0mm
Wärmeleitfähigkeit	1.5W – 2.0W/(m · K.)
Schälfestigkeit	>9lb / in
Lötbeständigkeit	SF: 288℃, >180 sek
Die Spannung unterbrechen	>3000v
Dielektrischer Verlustwinkel	0.03
Entflammbarkeit	UL 94V-0
Aluminiumdicke	0.8-2.0mm

Vorteile von Metallkern-Leiterplatten

Neben einer hervorragenden Wärmeableitung, Metallleiterplatten haben viele Vorteile, wie eine höhere Leistungsdichte und eine bessere kapazitive Kopplung. Hier sprechen wir ausführlich über seine vier Vorteile:

1. Wärmeableitung

Metallkern-Leiterplatten haben eine höhere Wärmeleitfähigkeit, und sie können Wärme um ein Vielfaches schneller übertragen als PCBs aus FR-4. Zusätzlich, aufgrund der hohen Wärmeenergieübertragungseffizienz, die Metallleiterplatte kann eine dünne Kupferschicht verwenden, was vorteilhaft ist, um die Gesamtmenge zu reduzieren Dicke der Leiterplatte und seine Herstellungskosten.

2. Dimensionsstabilität

Für Leiterplatten aus herkömmlichen Materialien wie FR4, Ihre Abmessungen werden durch Änderungen in der Nutzungsumgebung beeinflusst, wie zum Beispiel der Temperaturanstieg, während die Metallkern-Leiterplatte relativ stabil ist. Experimente zeigen, dass die Dimensionsänderung von Leiterplatten mit Metallschichten im Bereich von kontrolliert wird 2.5% zu 3.0% wenn die Temperatur von 30°C auf 150°C geändert wird.

3. Höhere Recyclingfähigkeit

Metallleiterplatten zeichnen sich durch eine höhere Recyclingfähigkeit aus, Viele Metalle sind umweltfreundlich. Sie sind ungiftig und können problemlos recycelt werden. Nehmen wir nur das Beispiel Aluminium, einerseits, es ist sehr einfach zu recyceln, auf der anderen Seite, Es ist weniger teuer als Kühlkörper, da es leicht abgebaut und raffiniert werden kann, damit wir es nutzen können Aluminium-Leiterplatte als kostengünstige Alternative.

4. Längere Lebensdauer

Metallkern-Leiterplatten haben eine längere Lebensdauer, da sie stärker und langlebiger sind als Leiterplatten aus Keramik und Glasfaser. Wie wir alle wissen, sind Metalle robust und können Erschütterungen standhalten, Verwendung von Metallen als Materialien für Herstellung von Leiterplatten kann das Bruchrisiko während der Herstellungs- und Montagephase verringern, was auch die Endprodukte stärker macht.

Metallkernplatine vs.. Standardplatine

In diesem Abschnitt, Wir werden einen Vergleich zwischen der MCPCB und der Standard-PCB ziehen.

1. Leitfähigkeit

Standard-Leiterplatten haben eine niedrige Wärmeleitfähigkeit von etwa 0,3 W.. Während MCPCB eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist, die von 1-2 W reicht.

2. Durch Löcher plattiert

In Standard-Leiterplatten, Wir müssen oft durchkontaktierte Löcher verwenden. jedoch, Wir brauchen sie nicht unbedingt in MCPCB.

3. Thermische Entlastung oder Wärmeableitung

Wir müssen Durchkontaktierungen für die Wärmeableitung in Standard-Leiterplatten verwenden. Dies bedeutet, dass es längere Bohrzyklen und zusätzliche Prozesse gibt. jedoch, MCPCB erfordert kein Bohren, Beschichtungs- oder Abscheidungsprozesse. Dies liegt daran, dass der Metallkern eine effiziente thermische Entlastung und Wärmeableitung ermöglicht.

4. Lötmaske

Die Lötmaske hat normalerweise dunkle Farben in Standardplatinen. So, Die Farben sind normalerweise schwarz, Grün, Blau, und Rot. Daher, Wir tragen die Lötmaske oben und unten auf. Auf der anderen Seite, in MCPCB, Wir tragen die Lötmaske nur auf die Oberseite auf und sie ist im Allgemeinen weiß.

5. Dicke

Standard-Leiterplatten verfügen aufgrund der Verwendung von Schichthalterungen und verschiedener Materialkombinationen über ein breites Spektrum an Dicken. jedoch, Die Dickenschwankung in MCPCB ist normalerweise aufgrund der verfügbaren dielektrischen Blechdicken und Trägerplattendicken begrenzt.

6. Bearbeitungsprozess

Standard-Leiterplatten verwenden herkömmliche Bearbeitungsverfahren wie das Fräsen, versenken, Bohren, und V-Scoring. jedoch, Für die V-Bewertung von MCPCB benötigen wir ein diamantbeschichtetes Sägeblatt. Dies liegt daran, dass das Schneiden von Metallen scharfe Werkzeuge erfordert.

	Standardplatine	Metallkernplatine
Leitfähigkeit	0.3W.	1-2W.
Durch Löcher plattiert	Erforderlich	Nicht benötigt
Wärmeableitung	Straßen	Metallkern
Lötmaske	Dunkle Farbe	Weiße Farbe
Dicke	Große Auswahl	Begrenzt
Bearbeitungsprozess	Gewöhnliche Werkzeuge	Scharfe Werkzeuge

Anwendungen von Metallkernplatinen

Metallkern-Leiterplatten sind wegen ihrer hervorragenden Leistung beliebt und werden in verschiedenen Branchen häufig eingesetzt:

LED Lichter: MCPCBs eignen sich oft für solche Anwendungen, die eine große Wärmemenge erzeugen, die wir mit herkömmlichen Lüftern nicht beseitigen können. MCPCBs finden wir häufig in LED-Technologien, weil sie es uns ermöglichen, die Anzahl der LEDs zu reduzieren, die für die Erzeugung einer bestimmten Beleuchtungsstärke erforderlich sind, und die Menge der erzeugten Wärme zu reduzieren.

Automobil: Kfz-Leistungskonditionierer, Zündungen, Konverter tauschen, variable Optik, usw. alle verwenden Metallleiterplatten.

Stromversorgungsgeräte: Stromrichter, Schaltregler, Leistungsumwandlung mit hoher Dichte, und andere Geräte erfordern die Verwendung von Metallkern-Leiterplatten.

Militär und Luft- und Raumfahrt: Die Leiterplatten in Militär- und Luftfahrtanwendungen müssen extremen Temperaturen standhalten, Wärmezyklen, und Feuchtigkeit. zusätzlich, Sie müssen häufigen mechanischen Stößen standhalten. Daher, Wir verwenden eine Metallkern-Leiterplatte, weil sie diese Serviceanforderungen erfüllt und eine größere strukturelle Integrität ermöglicht. Die hohe Wärmeleitfähigkeit von MCPCB sorgt für eine gleichmäßige Temperaturverteilung auf diesen Platinen. So, Sie halten Wärmezyklen besser stand und verhindern so die Bildung von Hot Spots in der Nähe aktiver Komponenten.

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