金屬芯PCB (印刷電路板) 是一種利用金屬基材（例如銅）的印刷電路板, 鋁, 或鋼合金代替傳統 FR4 材料. 顧名思義, MCPCB 包含金屬芯層，使其比標準電路板更有效地散熱. 憑藉其卓越的散熱能力, 近年來MCPCB越來越受歡迎. 在本文中, 我們將介紹有關金屬芯 PCB 的更多詳細信息，包括其特點, 好處, 應用, 等等, 現在讓我們繼續閱讀.
基本的 關於知識 金屬核心 印刷電路板
首先, 讓我們了解一些有關金屬芯PCB的基本信息:
MCPCB的基本結構
阻焊膜
電路層
銅層
介電層
金屬芯層
散熱器
用於MCPCB的材料
在大多數情況下, 人們使用鋁和銅作為金屬芯的材料, 而有些人可能會使用其他導電金屬和特殊合金的混合物. 不同的金屬有不同的性質, 例如, 鋁比銅便宜, 但銅的散熱性能更好. 不銹鋼具有低 導熱係數 但它比較僵硬. 所以, 選擇金屬芯材料時應考慮PCB的應用和使用環境.
不同類型的MCPCB
根據金屬芯的位置和走線層數, 我們可以將金屬芯PCB分為四種類型, 他們是:
單層MCPCB: 它指的是一側只有一個走線層的 MCPCB.
雙層MCPCB: 這種MCPCB在同一側有兩個走線層.
雙面層MCPCB: 對於這種類型的 MCPCB, 每側有兩個跡線層.
多層 印刷電路板: 它是指金屬芯PCB的類型超過 2 每板走線層數.
特徵 金屬芯PCB
在這個部分, 我們來看看MCPCB的特點:
- 金屬芯PCB厚度
如果我們使用鋁作為金屬芯，那麼它的厚度是 0.8-2.0 毫米. 然而, 如果我們使用銅作為金屬芯，那麼它的厚度是 1-5 毫米. 然而, 金屬芯可能會偏離這些尺寸. 所以, 厚板和薄板都是可能的.
- 金屬芯PCB導熱係數
材料的導熱性顯示了它如何讓熱量流過它. 所以, 它與材料散熱的能力有關. 金屬芯PCB的導熱係數通常在1.5W/(米·K) 和 2.0W/(米·K)
- 金屬芯PCB剝離強度
它是從附著表面去除材料所需的力. MCPCB的剝離強度通常大於9lb/in.
在下表中, 我們還列出了金屬芯PCB的更多特性，以便您對它們有一個清晰的了解.
| 鋁厚度 | 0.8-2.0毫米 |
| 導熱係數 | 1.5w ^ – 2.0W /(米·K) |
| 剝離強度 | >9磅/英寸 |
| 耐焊性 | 順豐: 288℃, >180 秒 |
| 擊穿電壓 | >3000v |
| 介電損耗角 | 0.03 |
| 易燃 | UL 94V-0 |
| 鋁厚度 | 0.8-2.0毫米 |
金屬芯PCB的優勢
除了出色的散熱, 金屬PCB具有更高的功率密度和更好的電容耦合等許多優點. 下面我們詳細說說它的四大優勢:
- 散熱
金屬芯PCB具有更高的導熱性, 並且它們的傳熱速度比那些由 FR-4 製成的 PCB 快幾倍. 此外, 由於高熱能傳遞效率, 金屬PCB可以使用薄銅層, 這有利於減少總體 PCB厚度 及其製造成本.
- 尺寸穩定性
適用於由 FR4 等傳統材料製成的 PCB, 它們的尺寸會受到使用環境變化的影響, 比如氣溫升高, 而金屬芯PCB相對穩定. 實驗表明，帶金屬層的PCB的尺寸變化控制在 2.5% 至 3.0% 當溫度從 30°C 變為 150°C 時.
- 更高的可回收性
金屬PCB具有更高的可回收性, 許多金屬是環保的. 它們無毒，可以毫無困難地回收利用. 僅以鋁為例, 一方面, 很容易回收, 另一方面, 它比散熱器便宜，因為它可以很容易地開采和提煉, 所以我們可以使用 鋁基板 作為一種具有成本效益的替代方案.
- 更長的使用壽命
金屬芯 PCB 的使用壽命更長，因為它們比由陶瓷和玻璃纖維製成的 PCB 更堅固、更耐用. 眾所周知，金屬很堅固，可以承受物理衝擊, 使用金屬作為材料 製造PCB 可以降低製造和組裝階段破損的風險, 這也使最終產品更堅固.
金屬芯PCB對比. 標準PCB
在這個部分, 我們將在 MCPCB 和標準 PCB 之間進行比較.
- 電導率
標準 PCB 的導熱係數低，約為 0.3W. 而 MCPCB 具有更高的熱導率，範圍為 1-2W.
- 電鍍通孔
在標準 PCB 中, 我們經常不得不使用電鍍通孔. 然而, 我們在 MCPCB 中不一定需要它們.
- 散熱或散熱
我們必須在標準PCB中使用過孔進行散熱. 這意味著有更長的鑽孔週期和額外的過程. 然而, MCPCB 不需要鑽孔, 電鍍或沉積工藝. 這是因為金屬芯允許有效的散熱和散熱.
- 阻焊膜
標準PCB中的阻焊層通常是深色的. 所以, 顏色通常是黑色, 綠色, 藍色的, 和紅色. 因此, 我們在頂部和底部應用阻焊層. 另一方面, 在 MCPCB, 我們只在頂部塗上阻焊層，它通常是白色的.
- 厚度
由於使用層安裝和各種材料組合，標準 PCB 具有廣泛的厚度範圍. 然而, 由於可用的介電片厚度和背板厚度，MCPCB 的厚度變化通常是有限的.
- 加工過程
標準 PCB 使用傳統的加工工藝，例如佈線, 埋頭孔, 鑽孔, 和 v 評分. 然而, 我們需要一個金剛石塗層鋸片來對 MCPCB 進行 v 刻劃. 這是因為切割金屬需要鋒利的工具.
| 標準PCB | 金屬芯PCB | |
| 電導率 | 0.3w ^ | 1-2w ^ |
| 電鍍通孔 | 必需的 | 不需要 |
| 散熱 | 方法 | 金屬核心 |
| 阻焊膜 | 深色 | 白色 |
| 厚度 | 大範圍 | 有限的 |
| 加工過程 | 普通工具 | 鋒利的工具 |
金屬芯PCB的應用
金屬芯PCB因其優異的性能而廣受歡迎，廣泛應用於各行各業:
LED燈: MCPCB 通常適用於產生大量熱量的應用，我們無法使用傳統風扇消除這些熱量. 我們經常在 LED 技術中發現 MCPCB，因為它們使我們能夠減少產生一定量照明所需的 LED 數量並減少產生的熱量.
汽車: 汽車電源調節器, 點火, 交換轉換器, 可變光學, 等等. 全部使用金屬PCB.
電源設備: 電源轉換器, 開關穩壓器, 高密度功率轉換, 和其他設備需要使用金屬芯PCB.
軍事和航空航天: 軍事和航空航天應用中的 PCB 必須承受極端溫度, 熱循環, 和水分. 此外, 他們必須忍受頻繁的機械衝擊. 因此, 我們使用金屬芯 PCB，因為它們滿足這些服務要求並允許更高的結構完整性. MCPCB 的高導熱性確保這些板上的溫度分佈均勻. 所以, 它們能夠更好地承受熱循環，從而防止在有源組件附近形成熱點.
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