メタルコアPCBについて知っておくべきこと

メタルコアPCB (MCPCB) 銅などの金属基材を利用したプリント基板の一種です。, アルミニウム, 従来の代わりに鋼合金を使用することもできます。 FR4 材料. 名前が示すように, MCPCB には金属コア層が含まれており、標準の回路基板よりも効果的に熱を放散できます。. 優れた放熱能力により、, MCPCBは近年ますます人気が高まっています. 記事上で, 機能を含むメタルコアPCBの詳細を紹介します, 利点, アプリケーション, 等々, さあ、読みましょう.

基本 についての知識 メタルコア PCB

まず第一に, メタルコアPCBに関する基本的な情報を教えてください:

MCPCBの基本構造

戦士の表情

回路層

銅層

誘電体層

メタルコアレイヤー

ヒートシンク

MCPCBに使用される材料

ほとんどの場合, 人々は金属コアの材料としてアルミニウムと銅を使用します, 他の導電性金属や特殊合金の混合物を使用する場合もあります. 異なる金属は異なる特性を持っています, 例えば, アルミニウムは銅よりも安い, しかし、銅はより良い放熱性能を持っています. ステンレス鋼は低い 熱伝導率 しかしそれはより硬いです. したがって, 金属コアの材料を選択する際には、PCBのアプリケーションと使用環境を考慮する必要があります.

さまざまなタイプのMCPCB

メタルコアの位置とトレース層の数に応じて, メタルコア基板は4種類に分けられます, 彼らです:

単層MCPCB: 片側にトレースレイヤーが1つしかないMCPCBを指します.

二重層MCPCB: この種のMCPCBには、同じ側に2つのトレースレイヤーがあります.

両面層MCPCB: このタイプのMCPCBの場合, 両側に2つのトレースレイヤーがあります.

多層 MCPCB: それは以上のメタルコアPCBのタイプを指します 2 ボードごとのトレースレイヤー.

特徴 メタルコアPCB

このセクションで, MCPCBの機能を見ていきます:

1. メタルコアPCBの厚さ

金属コアとしてアルミニウムを使用する場合、その厚さは 0.8-2.0 んん. しかしながら, 金属コアとして銅を使用すると、その厚さは次のようになります。 1-5 んん. しかしながら, 金属コアはこれらの寸法から逸脱する可能性があります. そう, より厚いプレートとより薄いプレートが可能です.

2. メタルコアPCBの熱伝導率

材料の熱伝導率は、熱がどのように流れるかを示しています. そう, それは、熱を放散する材料の能力に関連しています. メタルコアPCBの熱伝導率は通常1.5W /(m・K) および2.0W /(m・K)

3. メタルコアPCB剥離強度

取り付けられた表面から材料を取り除くのに必要な力です. MCPCBの剥離強度は、通常9lb/inを超えます。.

下の表で, また、メタルコアPCBのその他の機能をいくつかリストして、それらを明確に理解できるようにします。.

メタルコアPCBの利点

優れた熱放散に加えて, 金属PCBには、より高い電力密度やより優れた容量結合など、多くの利点があります。. ここでは、その4つの利点について詳しく説明します:

1. 熱放散

メタルコアPCBは熱伝導率が高い, そしてそれらはFR-4から作られるそれらのPCBより数倍速く熱を伝達することができます. 加えて, 高い熱エネルギー伝達効率による, 金属PCBは薄い銅層を使用できます, これは全体的なコストを削減するのに有益です PCBの厚さ とその製造コスト.

2. 寸法安定性

FR4などの従来の材料で作られたPCB用, それらの寸法は、使用環境の変化の影響を受けます, 気温の上昇など, メタルコアPCBは比較的安定しています. 実験によると、金属層を含むPCBの寸法変化は、次の範囲で制御されます。 2.5% に 3.0% 温度が30°Cから150°Cに変更されたとき.

3. より高いリサイクル性

金属PCBはより高いリサイクル性を備えています, 多くの金属は環境にやさしい. それらは無毒であり、問​​題なくリサイクルすることができます. 例としてアルミニウムを取り上げる, 一方では, リサイクルはとても簡単です, 一方, 簡単に採掘および精製できるため、ヒートシンクよりも安価です。, だから私たちは使うことができます アルミPCB 費用対効果の高い代替品として.

4. より長い寿命

金属コアPCBは、セラミックやグラスファイバーで作られたPCBよりも強度が高く、耐久性が高いため、寿命が長くなります。. 私たち全員が知っているように、金属は頑丈で、物理的な衝撃に耐えることができます, 素材として金属を使用することで、 PCBの製造 製造および組み立て段階での破損のリスクを軽減できます。, これはまた、最終製品をより強くします.

メタルコアPCB対. 標準PCB

このセクションで, MCPCBと標準PCBの比較を行います.

1. 導電率

標準PCBの熱伝導率は約0.3Wと低くなっています。. 一方、MCPCBは1〜2Wの範囲のより高い熱伝導率を持っています.

2. メッキスルーホール

標準PCBの場合, 私たちはしばしばメッキスルーホールを使用する必要があります. しかしながら, MCPCBでは必ずしも必要ではありません.

3. 熱リリーフまたは熱放散

標準PCBの熱放散にはビアを使用する必要があります. これは、より長いドリルサイクルと追加のプロセスがあることを意味します. しかしながら, MCPCBはドリルによる必要はありません, めっきまたは堆積プロセス. これは、メタルコアが効率的なサーマルリリーフと熱放散を可能にするためです。.

4. 戦士の表情

ソルダーマスクは通常、標準のPCBでは暗い色です。. そう, 色は通常黒です, 緑, 青, と赤. したがって、, 上下にソルダーマスクを塗布します. 一方, MCPCBで, はんだマスクは上部にのみ適用され、通常は白色です。.

5. 厚さ

標準のPCBは、レイヤーマウントとさまざまな材料の組み合わせを使用しているため、さまざまな厚さが利用できます。. しかしながら, MCPCBの厚さの変動は、利用可能な誘電体シートの厚さとバッキングプレートの厚さのために通常制限されます.

6. 機械加工プロセス

標準のPCBは、ルーティングなどの従来の機械加工プロセスを使用します, 皿穴, 掘削, およびvスコアリング. しかしながら, MCPCBのVスコアリングにはダイヤモンドコーティングされた鋸刃が必要です. これは、金属の切断には鋭利な工具が必要なためです.

メタルコアPCBのアプリケーション

メタルコアPCBは、その優れた性能のために人気があり、さまざまな業界で広く使用されています:

LEDライト: MCPCBは、従来のファンでは除去できない大量の熱を発生するようなアプリケーションに適していることがよくあります。. MCPCBは、一定量の照明を生成するために必要なLEDの数を減らし、発生する熱の量を減らすことができるため、LEDテクノロジーによく見られます。.

自動車: 自動車用パワーコンディショナー, 点火, スワップコンバータ, 可変光学系, 等. すべて金属PCBを使用.

電源装置: 電力変換器, スイッチングレギュレータ, 高密度電力変換, およびその他の機器では、メタルコアPCBを使用する必要があります.

軍事および航空宇宙: 軍事および航空宇宙アプリケーションのPCBは、極端な温度に耐える必要があります, サーマルサイクリング, と湿気. さらに, 彼らは頻繁な機械的衝撃に耐えなければなりません. したがって、, これらのサービス要件を満たし、構造の完全性を高めるために、メタルコアPCBを使用しています. MCPCBの高い熱伝導率により、これらのボードの均一な温度分布が保証されます. そう, それらは熱サイクルに耐えることができるため、アクティブコンポーネントの近くにホットスポットが形成されるのを防ぎます。.

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