Metal Core PCB ist ein IMS-isoliertes Metallsubstrat zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit und Wärmeableitung.Der Herstellungsprozess ähnelt dem herkömmlicher Leiterplatten.Im Allgemeinen gibt es nicht mehr als vier Schichten und die meisten davon sind einseitig.Häufig verwendete Metallmaterialien sind Aluminium, Kupfer und Eisen.
SEEKPCB eignet sich für die meisten PCB-Typen mit Metallkern, mehrschichtige PCBs mit Metallkern und Metallplatte nebeneinander oder in der Mitte. Darüber hinaus sind hier in SEEKPCB Sackloch- und Blindschlitzlösungen sowie alle Arten von Lösungen zur Unterstützung von Kühlkörpern realisierbar.
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Aluminium-LeiterplattenweiterlesenAluminium-Leiterplatten werden häufig in der LED-Beleuchtung und Stromversorgung verwendet und sind die kostengünstigste und am weitesten verbreitete Art von Metallsubstrat. -
Kupfer-Metallkern-LeiterplatteKupfer-Metallkern-Leiterplatten haben eine bessere Wärmeleitfähigkeit, sind jedoch schwierig und teuer in der Herstellung und werden im Allgemeinen in Beleuchtungs- und Netzteilen mit höherer Leistung verwendet.weiterlesen -
Leiterplatte mit EisenmetallkernLeiterplatten mit Eisenmetallkern bieten Vorteile aufgrund ihrer magnetischen Permeabilität, Säure-, Alkali- und Feuchtigkeitsbeständigkeit.Im Allgemeinen handelt es sich um Edelstahl, der im Allgemeinen in Szenarien mit hoher Luftfeuchtigkeit verwendet wird.weiterlesen
| Thema | Unsere Fähigkeit |
|---|---|
| Metalltyp | Aluminium (1100/3003/5052/6061), Kupfer (C11000), Eisen (rostfrei) |
| Wärmeleitfähigkeit | Auf Lager 1-8W/(m·K), Max 15 W/(m·K) |
| Schicht | 1-12L |
| Struktur | Metallbasis-Leiterplatte, Metallkern-Leiterplatte (Sandwiches), Kupfer-BUMP (Thermoelektrische Trennung) |
| Kupferdicke | 1OZ - 12OZ |
| Gesamtdicke | 0,5 - 10 mm |
| Dicke der Isolierschicht | 100.125.150.200 um |
| Max.Brettgröße | 600*1500mm |
| Min. Lochdurchmesser | 0,8 mm (npth)/0,3 mm (pth) |
| Mindest.Linienbreite/-abstand | 75um/75um |
| Spezielles Loch | Sackloch, Blindschlitz, T-Loch, T-Nut, Senkloch, Topfloch |
| Oberflächenbehandlung | OSP, ENIG, Überzugssilber, ENEPIG, Immersionssilber, Immersionszinn |
| Gliederung | Werkzeugstanzen, CNC-Fräsen, V-CUT, Laserfräsen +/-0,1 mm |
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Kupferstoß -
Konkave Tasse -
Senkloch -
Blindes Routing -
Gewindeschneiden von Schraubenlöchern -
Anodische Behandlung
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Aluminiumplatine für LED
Warum sollten Sie SEEKPCB als Ihren Metallkern-PCB-Partner wählen?
Was ist eine Metallkern-Leiterplatte?
Eine Metallkern-Leiterplatte (MCPCB), auch bekannt als ims-isoliertes Metallsubstrat, ist eine Art Leiterplatte, die aus einem Metallkern als Grundmaterial besteht.Im Gegensatz zu Standard-Leiterplatten, die aus isolierenden Substraten wie Glasfaser oder Keramik bestehen, verwenden MCPCBs einen Metallkern, typischerweise aus Aluminium, Kupfer oder einer anderen Metalllegierung, als Grundmaterial.
Der Metallkern bietet mehrere Vorteile, darunter eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit und Wärmeableitung, was MCPCBs ideal für Anwendungen macht, die hohe Leistung erfordern und viel Wärme erzeugen, wie z. B. Hochleistungs-LED-Beleuchtung, Leistungselektronik, Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie.Der Metallkern bietet außerdem mechanischen Halt und Schutz für die auf der Platine montierten Schaltungskomponenten.
Das ims-isolierte Metallsubstrat ist typischerweise auf beiden Seiten mit einem dielektrischen Material, beispielsweise einem wärmeleitenden Epoxidharz oder Polyimid, laminiert.Die dielektrische Schicht isoliert den Metallkern von den Kupferleiterbahnen und anderen auf der Platine montierten Komponenten.Anschließend werden die Kupferleiterbahnen und andere Komponenten mithilfe standardmäßiger PCB-Herstellungsverfahren auf die Platine aufgebracht.
Der Metallkern kann entweder ein massives Blech oder eine wärmeleitende Prepreg-Schicht sein, die zwischen zwei Metallblechen laminiert ist.Die Dicke des Metallkerns und der dielektrischen Schicht kann je nach den spezifischen Anforderungen der Anwendung variieren.
Das ims-isolierte Metallsubstrat gibt es in verschiedenen Ausführungen, darunter Aluminium-Leiterplatten (mit Aluminiumplatte), Kupfer-Metallkern-Leiterplatten (mit Kupferplatte).
Das PCB-Material mit Metallkern
Der Metallkern in Metal Core PCBs (MCPCBs) besteht typischerweise aus Aluminium, Kupfer oder einer anderen Metalllegierung.Die Wahl des Materials richtet sich nach der konkreten Anwendung und den Anforderungen der Platine.
Aluminium ist das am häufigsten für MCPCBs verwendete Material, da es eine gute Wärmeleitfähigkeit bietet und leicht ist, was es ideal für Hochleistungsanwendungen macht.Es handelt sich außerdem um ein relativ kostengünstiges Material, das dazu beitragen kann, die Gesamtkosten der Leiterplatte zu senken.
Kupfer ist ein weiteres beliebtes Material für MCPCBs, insbesondere in Anwendungen, die eine höhere Wärmeleitfähigkeit erfordern, als Aluminium bieten kann.Kupfer hat eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Aluminium und eignet sich daher ideal für Anwendungen, die viel Wärme erzeugen, beispielsweise in der Leistungselektronik und in Automobilsystemen.
Abhängig von der spezifischen Anwendung und den Anforderungen können auch andere Metalllegierungen als Metallkern in MCPCBs verwendet werden.Beispielsweise können Kerne aus einer Nickel-Eisen-Legierung für Anwendungen verwendet werden, die eine hohe magnetische Permeabilität erfordern.
Neben dem Metallkern enthalten MCPCBs auch eine dielektrische Schicht, die typischerweise aus einem wärmeleitenden Material besteht, beispielsweise Epoxidharz oder Polyimid in Mischung mit Keramik.Die dielektrische Schicht sorgt für eine Isolierung zwischen dem Metallkern und den Kupferleiterbahnen und anderen auf der Platine montierten Komponenten.
Die Dicke des Metallkerns und der dielektrischen Schicht kann je nach den spezifischen Anforderungen der Anwendung variieren.Dickere Metallkerne und dielektrische Schichten sorgen für eine bessere Wärmeleistung, erhöhen aber auch die Kosten der Platine.
Insgesamt ist die Wahl des Metallkernmaterials ein wichtiger Gesichtspunkt beim Design von MCPCBs und hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab.
Die Vorteile von Metallkern-Leiterplatten?
Metallkern-Leiterplatten (MCPCBs) bieten mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Leiterplatten (PCBs) und anderen Substratmaterialien.Zu den wichtigsten Vorteilen von MCPCBs gehören:
Hohe Wärmeleitfähigkeit: MCPCBs verfügen über einen Metallkern, der eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit bietet, was sie ideal für Hochleistungsanwendungen macht, die viel Wärme erzeugen.Der Metallkern trägt dazu bei, die von den Komponenten erzeugte Wärme abzuleiten, was deren Leistung und Zuverlässigkeit verbessert.
Bessere mechanische Festigkeit: Der Metallkern in MCPCBs bietet eine bessere mechanische Festigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Leiterplatten und anderen Substratmaterialien.Dies macht MCPCBs langlebiger und widerstandsfähiger gegen Belastung, Biegung und andere mechanische Kräfte.
Verbesserte elektrische Leistung: MCPCBs bieten im Vergleich zu herkömmlichen Leiterplatten und anderen Substratmaterialien eine bessere elektrische Leistung.Der Metallkern sorgt für eine solide Erdungsebene, die dazu beiträgt, Rauschen und Interferenzen bei Hochfrequenzanwendungen zu reduzieren.
Geringere Größe und geringeres Gewicht: MCPCBs sind im Vergleich zu herkömmlichen Leiterplatten typischerweise kleiner und leichter, was sie ideal für Anwendungen macht, bei denen der Platz begrenzt ist, beispielsweise in der Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie.
Kostengünstig: Während MCPCBs im Vergleich zu herkömmlichen Leiterplatten möglicherweise teurer sind, sind sie in Hochleistungs- und Hochtemperaturanwendungen kosteneffizient, wo sie die Leistung und Zuverlässigkeit des Systems verbessern und die Wartungskosten im Laufe der Zeit senken können.
Was sind die typischen Strukturen von Metallkernplatinen?
Die typischen Strukturen von Metallkern-Leiterplatten (MCPCBs) können je nach spezifischer Anwendung und Anforderungen des Designers variieren.Es gibt jedoch einige gängige Strukturen, die häufig in MCPCBs verwendet werden.Diese beinhalten:
Einschichtiges MCPCB: Ein einschichtiges MCPCB besteht aus einem Metallkern (normalerweise Aluminium oder Kupfer) mit einer einzelnen Schicht aus dielektrischem Material darüber.Anschließend wird die Kupferschicht geätzt, um die Leiterbahnen und Pads zu erzeugen, und zum Schutz der Schaltkreise wird eine Lötmaske aufgetragen.
Doppelschicht-MCPCB: Ein Doppelschicht-MCPCB besteht aus einem Metallkern mit zwei Schichten dielektrischem Material darauf.Anschließend werden die Kupferschichten geätzt, um die Leiterbahnen und Pads zu erzeugen, und zum Schutz der Schaltkreise wird eine Lötmaske aufgetragen.Die Verbindung der beiden Schichten kann mittels Vias oder Through-Hole-Technologie erfolgen.
Mehrschichtiges MCPCB: Ein mehrschichtiges MCPCB besteht aus einem Metallkern mit mehreren Schichten aus dielektrischem Material und Kupferschichten.Die Schichten werden mithilfe eines Wärme- und Druckverfahrens zusammenlaminiert, und die Kupferschichten werden dann geätzt, um die Leiterbahnen und Pads zu erzeugen.Anschließend werden die Schichten mithilfe von Vias oder der Durchstecktechnik miteinander verbunden und zum Schutz der Schaltkreise wird eine Lötmaske aufgetragen.
Hybrid-MCPCB: Ein Hybrid-MCPCB kombiniert die Eigenschaften von MCPCBs und herkömmlichen PCBs.Es besteht typischerweise aus einem Metallkern mit mehreren Schichten dielektrischem Material und Kupferschichten auf beiden Seiten.Anschließend werden die Kupferschichten geätzt, um die Leiterbahnen und Pads zu erzeugen, und die Schichten werden mithilfe der Durchkontaktierungs- oder Durchkontaktierungstechnologie miteinander verbunden.Diese Art von Struktur bietet die Vorteile von MCPCBs für das Wärmemanagement und Hochleistungsanwendungen und bietet gleichzeitig die Designflexibilität herkömmlicher PCBs.
Die Struktur eines MCPCB hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung, den thermischen und elektrischen Eigenschaften der Materialien und den Designbeschränkungen des Designers ab.
Anwendungen für Metallkern-Leiterplatten
Metallkern-Leiterplatten werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, insbesondere in Anwendungen, die eine hohe Leistung erfordern und viel Wärme erzeugen.Zu den häufigsten Anwendungen von Metallkern-Leiterplatten gehören:
LED-Beleuchtung: Leiterplatten mit Metallkern werden häufig in Hochleistungs-LED-Beleuchtungsanwendungen wie Straßenbeleuchtung, Automobilbeleuchtung und Industriebeleuchtung verwendet.Die hohe Wärmeleitfähigkeit des Metallkerns trägt dazu bei, die von den LEDs erzeugte Wärme abzuleiten, was zu einer Verbesserung ihrer Zuverlässigkeit und Lebensdauer beiträgt.
Leistungselektronik: Metallkern-Leiterplatten werden auch in Hochleistungselektronikanwendungen wie Motorantrieben, Netzteilen und Wechselrichtern verwendet.Die hohe Wärmeleitfähigkeit des Metallkerns trägt dazu bei, die von den Hochleistungskomponenten erzeugte Wärme abzuleiten, was zur Verbesserung ihrer Leistung und Zuverlässigkeit beiträgt.
Automobil: Metallkern-Leiterplatten werden in Automobilanwendungen verwendet, beispielsweise in elektronischen Steuergeräten (ECUs) und LED-Beleuchtungssystemen.Die hohe Wärmeleitfähigkeit des Metallkerns trägt dazu bei, die von den Komponenten erzeugte Wärme abzuleiten, was zu einer Verbesserung ihrer Zuverlässigkeit und Lebensdauer beiträgt.
Luft- und Raumfahrt: Metallkern-Leiterplatten werden in Luft- und Raumfahrtanwendungen wie Avionik und Kommunikationssystemen verwendet.Die hohe Wärmeleitfähigkeit des Metallkerns trägt dazu bei, die von den Komponenten erzeugte Wärme abzuleiten, was in Umgebungen mit hohen Temperaturen wichtig ist.
Medizinische Geräte: Metallkern-PCBs werden in medizinischen Geräteanwendungen wie Bildgebungs- und Überwachungsgeräten verwendet.Die hohe Wärmeleitfähigkeit des Metallkerns trägt dazu bei, die von den Komponenten erzeugte Wärme abzuleiten, was zu einer Verbesserung ihrer Leistung und Zuverlässigkeit beiträgt.
Welche Schwierigkeiten gibt es bei der Herstellung von Metallkern-Leiterplatten?
Die Herstellung von Metallkern-Leiterplatten (MCPCBs) kann aufgrund der einzigartigen Eigenschaften der Materialien und der spezifischen Anforderungen der Anwendung einige Herausforderungen mit sich bringen.Zu den Schwierigkeiten bei der MCPCB-Herstellung gehören:
Materialauswahl: Die Wahl des richtigen Metallkernmaterials ist entscheidend für die Leistung und Zuverlässigkeit der MCPCB.Das Material sollte eine gute Wärmeleitfähigkeit, mechanische Festigkeit und elektrische Isolationseigenschaften aufweisen.Allerdings können unterschiedliche Materialien unterschiedliche Eigenschaften haben und einige Materialien können schwieriger zu verarbeiten sein als andere.
Auswahl der dielektrischen Schicht: Die dielektrische Schicht sorgt für die Isolierung zwischen dem Metallkern und den Kupferschichten.Das dielektrische Material sollte eine gute Wärmeleitfähigkeit, einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und eine hohe Glasübergangstemperatur aufweisen.Einige dielektrische Materialien sind jedoch möglicherweise schwieriger zu laminieren oder erfordern möglicherweise spezielle Behandlungen, um eine gute Haftung am Metallkern sicherzustellen.
Galvanisieren und Ätzen: Der Galvanisierungs- und Ätzprozess wird verwendet, um die Leiterbahnen und Pads auf den Kupferschichten zu erzeugen.Allerdings ist das Metallkernmaterial möglicherweise schwieriger zu plattieren oder zu ätzen als herkömmliches FR4-Material.Darüber hinaus kann der Metallkern spezielle Oberflächenbehandlungen oder Beschichtungen erfordern, um eine gute Haftung der Kupferschichten zu gewährleisten.
Wärmemanagement: MCPCBs werden häufig in Hochleistungsanwendungen eingesetzt, die eine erhebliche Menge Wärme erzeugen können.Die Gewährleistung eines guten Wärmemanagements ist entscheidend für die Leistung und Zuverlässigkeit der MCPCB.Der Entwurf des Wärmemanagementsystems kann jedoch bei MCPCBs komplexer sein als bei herkömmlichen PCBs.
Handhabung und Montage: MCPCBs sind oft dicker und schwerer als herkömmliche Leiterplatten, was ihre Handhabung und Montage erschweren kann.Darüber hinaus erfordert das Metallkernmaterial möglicherweise spezielle Handhabungs- oder Montagetechniken, um Beschädigungen oder Verformungen zu vermeiden.
Insgesamt erfordern die Schwierigkeiten bei der MCPCB-Herstellung eine sorgfältige Beachtung der Materialauswahl, Prozessoptimierung und Designüberlegungen, um sicherzustellen, dass das Endprodukt die Leistungs- und Zuverlässigkeitsanforderungen der Anwendung erfüllt.
Die Designregeln für Leiterplatten mit Metallkern?
Die Designregeln für Metallkern-Leiterplatten (MCPCBs) ähneln denen für herkömmliche Leiterplatten, es gibt jedoch einige spezifische Überlegungen, die aufgrund der einzigartigen Eigenschaften von Metallkernmaterialien berücksichtigt werden sollten.Zu den Designregeln für MCPCBs gehören:
Wärmemanagement: Der Metallkern in MCPCBs bietet eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit, was bedeutet, dass die von den Komponenten erzeugte Wärme effizienter abgeführt werden kann.Konstrukteure sollten die thermischen Eigenschaften des Metallkerns und der Komponenten berücksichtigen und sicherstellen, dass um die stark erhitzten Komponenten herum genügend Freiraum vorhanden ist, um eine ordnungsgemäße Wärmeableitung zu ermöglichen.
Masseebene: MCPCBs verfügen typischerweise über einen massiven Metallkern, der als Masseebene fungiert, was dazu beitragen kann, Rauschen und Interferenzen bei Hochfrequenzanwendungen zu reduzieren.Designer sollten sicherstellen, dass die Masseebene mit allen notwendigen Komponenten verbunden ist und eine ausreichende Abschirmung vor Rauschen und Störungen bietet.
Komponentenplatzierung: Die Platzierung von Komponenten auf MCPCBs ist wichtig, um sicherzustellen, dass ausreichend Freiraum um Komponenten mit hoher Hitze vorhanden ist und ausreichend Platz für die Wärmeableitung vorhanden ist.Designer sollten die Größe und thermischen Eigenschaften der Komponenten berücksichtigen und sicherstellen, dass zwischen ihnen ausreichend Platz vorhanden ist, um eine ordnungsgemäße Wärmeableitung zu ermöglichen.
Leiterbahnbreite und -abstand: Die Leiterbahnbreite und der Leiterbahnabstand auf MCPCBs sollten sorgfältig abgewogen werden, um sicherzustellen, dass sie den in Hochleistungsanwendungen üblichen Hochstrom- und Hochtemperaturbedingungen standhalten.Designer sollten breitere Leiterbahnen und größere Abstände verwenden, um den Widerstand zu verringern und eine effizientere Wärmeableitung zu ermöglichen.
Lötmaske: Die Lötmaske auf MCPCBs sollte sorgfältig ausgewählt werden, um sicherzustellen, dass sie den Hochtemperaturbedingungen standhält, die bei Hochleistungsanwendungen üblich sind.Designer sollten eine Hochtemperatur-Lötmaske wählen, die mit dem Metallkernmaterial und den Komponenten kompatibel ist.
Insgesamt ähneln die Designregeln für MCPCBs denen für herkömmliche PCBs, aber Designer sollten sorgfältig auf Wärmemanagement, Grundplattendesign, Komponentenplatzierung, Leiterbahnbreite und -abstand sowie Auswahl der Lötmaske achten, um sicherzustellen, dass das MCPCB den hohen Anforderungen standhält -Leistungs- und Hochtemperaturbedingungen, die in vielen Anwendungen üblich sind.
Weitere Einzelheiten finden Sie in unserem Angebot für Metallkern-Leiterplatten.
So optimieren Sie das PCB-Design mit Metallkern für bessere Kosten und Zuverlässigkeit
Um das Design einer Metallkern-Leiterplatte (MCPCB) im Hinblick auf bessere Kosten und Zuverlässigkeit zu optimieren, müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden:
Materialauswahl: Die Wahl des richtigen Metallkernmaterials und dielektrischen Materials ist entscheidend für die Leistung und Zuverlässigkeit der MCPCB.Berücksichtigen Sie bei Ihrer Auswahl die Kosten, Verfügbarkeit und Leistungsmerkmale jedes Materials.
Wärmemanagement: MCPCBs werden häufig in Hochleistungsanwendungen eingesetzt, die eine erhebliche Menge Wärme erzeugen können.Entwerfen Sie das Wärmemanagementsystem sorgfältig, um sicherzustellen, dass die MCPCB die Wärme effektiv ableiten kann.Dazu kann die Auswahl eines Metallkernmaterials mit hoher Wärmeleitfähigkeit, das Hinzufügen von thermischen Durchkontaktierungen oder die Verwendung eines Wärmeleitpads gehören.
Breite und Abstand der Kupferleiterbahnen: Die Breite und der Abstand der Kupferleiterbahnen auf der MCPCB sollten für die Strombelastbarkeit des Schaltkreises und die Abstandsanforderungen der Anwendung optimiert werden.Durch die Minimierung der Breite und des Abstands der Kupferleiterbahnen können Sie die Menge des verwendeten Kupfers reduzieren, was dazu beitragen kann, die Kosten der MCPCB zu senken.
Komponentenplatzierung: Die Platzierung von Komponenten auf der MCPCB kann einen erheblichen Einfluss auf die Leistung und Zuverlässigkeit der Schaltung haben.Durch die Platzierung von Hochleistungskomponenten in Bereichen mit gutem Wärmemanagement und die Gruppierung ähnlicher Komponenten können Sie die Komplexität der Schaltung reduzieren und die Gesamtzuverlässigkeit der MCPCB verbessern.
Montage und Prüfung: Um die Zuverlässigkeit der MCPCB sicherzustellen, ist es wichtig, bewährte Verfahren für Montage und Prüfung zu befolgen.Dies kann den Einsatz automatisierter Montagegeräte, die Durchführung elektrischer Tests an jedem Stromkreis und den Einsatz optischer Inspektionsgeräte zur Identifizierung von Mängeln oder Herstellungsproblemen umfassen.
Durch die Berücksichtigung dieser Faktoren beim Design einer Metallkern-Leiterplatte können Sie die Leistung, Kosten und Zuverlässigkeit der Schaltung für die spezifischen Anforderungen der Anwendung optimieren.
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