Heb je ooit problemen gehad met oververhitting van elektronische onderdelen op een standaard FR4-printplaat? Je directe oplossing is een Metal Core PCB (MCPCB). Een MCPCB heeft, in tegenstelling tot de traditionele printplaten, een basislaag van metaal, ter vervanging van het gebruikelijke glasvezelmateriaal op traditionele printplaten. Dit maakt de printplaat tot een formidabele warmteafvoer. Het primaire doel is om de warmte van kwetsbare componenten effectief af te voeren, schade te voorkomen en de gebruiksduur te verlengen. Een MCPCB wordt ook wel een Insulated Metal Substrate (IMS) PCB genoemd; de namen betekenen hetzelfde: een printplaat die is ontworpen voor een betere thermische controle.

De keuze voor het kernmetaal hangt volledig af van de aard van uw project. De meest populaire optie is een printplaat met een aluminium kern, die een goede balans biedt tussen thermische geleidbaarheid en kosten, met name voor LED-printplaten met een metalen kern. Een printplaat met een koperen kern is de ultieme oplossing als uw ontwerp veel warmte produceert en topprestaties vereist. Deze is weliswaar duurder, maar qua thermische prestaties is hij ongeëvenaard. Daarnaast zijn er ook nog staallegeringen beschikbaar voor extra stijfheid en taaiheid.

Het succes van uw project hangt af van de keuze van het juiste materiaal voor de metalen kern van uw PCB. Uw keuze hangt af van uw thermische eisen, kosten en mechanische vereisten. Hoewel we speciaal gelegeerde materialen hebben, zijn aluminium en koper de twee belangrijkste alternatieven.

PCB's met aluminium kern

Een printplaat met aluminium kern zou de ideale oplossing moeten zijn voor de meeste van uw projecten. Het biedt een uitstekende thermische geleidbaarheid en een lage prijs-lichtgewichtverhouding. Het is eenvoudig te produceren en is daarom een ​​industriestandaard geworden, met name in LED-printplaten met metalen kern.

PCB's met koperen kern

Een PCB met koperen kern is wat u nodig hebt wanneer het ontwerp maximale thermische prestaties vereist. Koper geleidt warmte beter dan aluminium, waardoor het geschikter is voor toepassingen die extreme vermogens vereisen. Het is echter zwaar, duur en complexer om te fabriceren en dient te worden gereserveerd voor uw meest veeleisende ontwerpen.

Kern- en koperdikte

Een printplaat met metalen kern kan worden gespecificeerd met een dikte van 30-125 mil. Uw printplaat kan worden geconstrueerd met koperfolie van 1 tot 10 oz dikte.

Afhankelijk van uw ontwerp kan uw PCB met metalen kern op verschillende manieren worden geconstrueerd. We categoriseren ze op basis van hoe we de metalen kern en de printlagen positioneren. Door deze typen te kennen, kunt u de beste printplaat van een fabrikant met metalen kern vinden die bij uw toepassing past.

Enkele laag MCPCB

Dit is de meest eenvoudige vorm van een IMS-printplaat. De structuur is eenvoudig maar effectief. Aan de bovenkant bevindt zich één koperen circuitlaag. Deze laag wordt afgeschermd door een thermisch geleidend diëlektricum met een basis van aluminium of koper. Het is een veelgebruikte, goedkope optie.

COB MCPCB

COB is de afkorting van Chip-on-Board . Bij dit type printplaat plaatsen we de kale chip direct op de metalen kern. Dit zorgt voor een directe warmteafvoer, waardoor de diëlektrische laag geen onnodige warmte doorgeeft. Deze technologie biedt de beste thermische prestaties en is ideaal voor veeleisende LED-printplaatontwerpen met metalen kern.

Dubbellaags MCPCB

Het is een printplaat met twee lagen koperen circuits aan dezelfde kant van de metalen kern. De massieve metalen basis bevindt zich helemaal onderaan. Dit ontwerp kan een ingewikkelder route hebben dan een printplaat met één laag. Je kunt echter alleen componenten aan de bovenkant monteren.

Dubbelzijdige MCPCB

De metalen kern bevindt zich in het midden van een dubbelzijdige MCPCB, vergelijkbaar met een sandwich. Zowel de boven- als de onderkant zijn voorzien van een koperen circuit. De twee zijden zijn verbonden door via's, waarna je aan beide zijden componenten kunt plaatsen. Dit ontwerp is ideaal voor het maximaliseren van de circuitdichtheid.

Meerlaagse MCPCB

Een meerlaagse printplaat met metalen kern kan worden gebruikt voor uw meest complexe ontwerpen. Deze printplaat is opgebouwd uit meerdere lagen circuits, allemaal op een solide metalen basis aan de onderkant. Hij is compatibel met geavanceerde via's, waaronder blinde en verzonken via's . Het is de perfecte oplossing voor producten met een hoge dichtheid en een hoog vermogen.

Metal Core PCB's beschikken over zowel uitstekend thermisch beheer als superieure mechanische sterkte, waardoor ze geschikt zijn voor een breed scala aan veeleisende toepassingen. Hun hoge warmteafvoer maakt ze een cruciaal onderdeel van elke omgeving waarin componenten hoge thermische belastingen ondergaan.

• LED verlichting: De meest populaire toepassing van MCPCB's is dat ze essentieel zijn voor de bestrijding van de extreme hitte die wordt geproduceerd door krachtige LED's. Hun effectieve afvoer van deze thermische energie garandeert hoge prestaties en een lange levensduur in alle moderne verlichtingssystemen, inclusief koplampen en schijnwerpers.
• Vermogen schakelen: In de vermogenselektronica zijn MCPCB's vereist om de stabiliteit en betrouwbaarheid van de vermogensomvormer te garanderen. Ze worden vaak gebruikt in schakelende apparaten met een hoog vermogen, zoals industriële solid-state relais en AC-DC-omvormers met vermogenshalfgeleiders. Ze spelen daar een belangrijke rol bij het garanderen van een succesvolle werking door middel van goed thermisch beheer.
• Auto-elektronica: De zware omstandigheden in de automobielindustrie met hoge temperaturen vereisen krachtige warmteoplossingen. MCPCB's zijn een essentieel onderdeel van elektronica die dicht bij warmte werkt. De Engine Control Unit (ECU) is het meest prominent aanwezig. Deze is gebaseerd op een metalen kernsubstraat, omdat deze de motorwarmte aanspreekt voor afvoer en maximale betrouwbaarheid.