Что следует знать о печатной плате с металлическим сердечником

Печатная плата с металлическим сердечником (MCPCB) — это тип печатной платы, в которой вместо традиционного материала на основе металла используется такой материал, как медь, алюминий или стальной сплав. FR4 материал. Как следует из названия, MCPCB содержат слой металлического сердечника, который позволяет им рассеивать тепло более эффективно, чем стандартные печатные платы. Благодаря своим превосходным возможностям рассеивания тепла MCPCB в последние годы стали все более популярными. В этой статье мы представим более подробную информацию о печатной плате с металлическим сердечником, включая ее особенности, преимущества, области применения и т. д., теперь давайте читать дальше.

Базовый Знание о Металлический сердечник Печатные платы

Прежде всего, дайте нам некоторую основную информацию о печатных платах с металлическим сердечником:

Базовые структуры MCPCB

паяльной маски

Слой схемы

Медный слой

Диэлектрический слой

Слой металлического сердечника

Радиатор

Материал, используемый для MCPCB

В большинстве случаев люди используют алюминий и медь в качестве материалов металлического сердечника, в то время как некоторые могут использовать другие проводящие металлы и смесь специальных сплавов. Разные металлы имеют разные свойства, например, алюминий дешевле меди, но медь имеет лучшие показатели рассеивания тепла. Нержавеющая сталь имеет низкую теплопроводность но он более жесткий. Поэтому при выборе материалов для металлического сердечника следует учитывать область применения и среду использования печатной платы.

Различные типы MCPCB

В зависимости от расположения металлического сердечника и количества слоев трассировки печатные платы с металлическим сердечником можно разделить на четыре типа:

Однослойная MCPCB: это MCPCB с одним слоем дорожек на одной стороне.

Двухслойная MCPCB: этот тип MCPCB имеет два слоя дорожек на одной стороне.

Двухслойная MCPCB: для этого типа MCPCB имеется два слоя дорожек на каждой стороне.

Multi-слои MCPCB: относится к типу печатной платы с металлическим сердечником, имеющей более 2 слоев трассировки на плату.

Особенности печатной платы с металлическим сердечником

В этом разделе мы рассмотрим особенности MCPCB:

1. Толщина печатной платы с металлическим сердечником

Если мы используем алюминий в качестве металлического сердечника, то его толщина составляет 0.8-2.0 мм. Однако, если мы используем медь в качестве металлического сердечника, то ее толщина составляет 1-5 мм. Однако металлические сердечники могут отклоняться от этих размеров. Поэтому возможны более толстые и более тонкие пластины.

2. Теплопроводность печатной платы с металлическим сердечником

Теплопроводность материала показывает, как он позволяет теплу проходить через него. Таким образом, она относится к способности материала рассеивать тепло. Теплопроводность печатной платы с металлическим сердечником обычно составляет от 1.5 Вт/(м·К) до 2.0 Вт/(м·К)

3. Прочность на отслаивание металлического сердечника печатной платы

Это сила, необходимая для удаления материала с прикрепленной поверхности. Прочность на отрыв MCPCB обычно превышает 9 фунтов/дюйм.

В таблице ниже мы также перечислим некоторые дополнительные характеристики печатных плат с металлическим сердечником, чтобы вы могли получить о них четкое представление.

Преимущества печатной платы с металлическим сердечником

Помимо отличного рассеивания тепла, металлические печатные платы имеют много преимуществ, таких как более высокая плотность мощности и лучшая емкостная связь. Здесь мы подробно расскажем о четырех преимуществах:

1. Тепловое рассеяние

Печатные платы с металлическим сердечником имеют более высокую теплопроводность, и они могут передавать тепло в несколько раз быстрее, чем те печатные платы, которые сделаны из FR-4. Кроме того, из-за высокой эффективности передачи тепловой энергии, металлическая печатная плата может использовать тонкий медный слой, что выгодно для снижения общего толщина печатной платы и стоимость его изготовления.

2. Стабильность размеров

Для печатных плат, изготовленных из традиционных материалов, таких как FR4, их размеры будут зависеть от изменений в среде использования, таких как повышение температуры, в то время как печатная плата с металлическим сердечником относительно стабильна. Эксперименты показывают, что изменение размеров печатных плат с металлическими слоями контролируется в диапазоне от 2.5% до 3.0% при изменении температуры от 30°C до 150°C.

3. Более высокая пригодность к вторичной переработке

Металлические печатные платы характеризуются более высокой пригодностью к переработке, многие металлы являются экологически чистыми. Они нетоксичны и могут быть переработаны без труда. Просто возьмем в качестве примера алюминий, с одной стороны, его очень легко перерабатывать, с другой стороны, он менее дорогой, чем радиаторы, поскольку его можно легко добывать и очищать, поэтому мы можем использовать алюминиевая печатная плата как экономически выгодная альтернатива.

4. Более длительный срок службы

Печатные платы с металлическим сердечником имеют более длительный срок службы, поскольку они прочнее и долговечнее, чем печатные платы из керамики и стекловолокна. Поскольку мы все знаем, что металлы прочны и могут выдерживать физические удары, использование металлов в качестве материалов для производство печатных плат может снизить риск поломки на этапах изготовления и сборки, что также делает конечные изделия более прочными.

Печатная плата с металлическим сердечником против стандартной печатной платы

В этом разделе мы проведем сравнение MCPCB и стандартной печатной платы.

1. Проводимость

Стандартная печатная плата имеет низкую теплопроводность, которая составляет около 0.3 Вт. В то время как MCPCB имеет более высокую теплопроводность, которая составляет от 1 до 2 Вт.

2. Покрытые сквозные отверстия

В стандартных печатных платах нам часто приходится использовать металлизированные сквозные отверстия. Однако в MCPCB они не обязательно нужны.

3. Тепловой сброс или рассеивание тепла

В стандартных печатных платах для отвода тепла приходится использовать переходные отверстия. Это означает, что циклы сверления и дополнительные процессы более длительные. Однако для MCPCB не требуются процессы сверления, металлизации или осаждения переходных отверстий. Это связано с тем, что металлическое ядро ​​обеспечивает эффективный тепловой сброс и отвод тепла.

4. паяльной маски

Паяльная маска обычно темного цвета в стандартной печатной плате. Таким образом, цвета обычно черный, зеленый, синий и красный. Поэтому мы наносим паяльную маску сверху и снизу. С другой стороны, в MCPCB мы наносим паяльную маску только сверху, и она обычно белого цвета.

5. Толщина

Стандартные печатные платы имеют широкий диапазон толщин, доступных благодаря использованию слоистых креплений и различных комбинаций материалов. Однако вариация толщины в MCPCB обычно ограничена из-за доступных толщин диэлектрических листов и толщин опорных пластин.

6. Процесс обработки

Стандартные печатные платы используют обычные процессы обработки, такие как фрезерование, зенковка, сверление и V-образная насечка. Однако для V-образной насечки MCPCB нам понадобится пильный диск с алмазным покрытием. Это связано с тем, что для резки металлов требуются острые инструменты.

Применение печатных плат с металлическим сердечником 

Печатные платы с металлическим сердечником пользуются популярностью благодаря своим превосходным характеристикам и широко используются в различных отраслях промышленности:

Светодиодные лампы: MCPCB часто подходят для таких приложений, которые генерируют большое количество тепла, которое мы не можем устранить с помощью обычных вентиляторов. Мы часто находим MCPCB в светодиодных технологиях, потому что они позволяют нам уменьшить количество светодиодов, необходимых для создания определенного количества освещения, и уменьшить количество генерируемого тепла.

Автомобиль: Автомобильные стабилизаторы напряжения, зажигание, преобразователи напряжения, переменная оптика и т. д. — все они используют металлические печатные платы.

Устройства электропитания: преобразователи мощности, импульсные регуляторы, преобразователи мощности высокой плотности и другое оборудование требуют использования печатных плат с металлическим сердечником.

Военная и аэрокосмическая промышленность: Печатные платы в военных и аэрокосмических приложениях должны выдерживать экстремальные температуры, термоциклирование и влагу. Кроме того, они должны выдерживать частые механические удары. Поэтому мы используем печатные платы с металлическим сердечником, поскольку они отвечают этим требованиям к обслуживанию и обеспечивают большую структурную целостность. Высокая теплопроводность MCPCB обеспечивает равномерное распределение температуры на этих платах. Таким образом, они лучше выдерживают термоциклирование и, следовательно, предотвращают образование горячих точек вблизи активных компонентов.

MOKO Technology — известное имя в индустрии печатных плат, и мы известны своими превосходными услугами. Если вы ищете индивидуальное производство печатных плат с металлическим сердечником для своих нужд, то вы в правильном месте. MOKO имеет большой опыт и хорошо знаком с различными материалами, используемыми для производства металлических печатных плат, а наша приверженность строгому контролю качества гарантирует высокое качество каждой печатной платы с металлическим сердечником. Не стесняйтесь обращаться к нам за более подробной информацией о наших услугах.