PCBブログ - 金属コアPCBについて

コアPCBは、高熱伝導性誘電体層、金属層、および高放熱能力を有する銅膜からなる。最も一般的な製造材料はアルミニウムと銅であり、ステンレス鋼を使用することもある。金属またはアルミニウムPCBは、熱伝達を促進するために高出力部品の熱を消散させることができる。したがって、このPCBを使用する目的は、FR−4よりもはるかに高い熱伝導率を提供することである。

コアPCBの利点：

多くの態様では、LEDは回路基板に取り付けられた他のコンポーネントと同じである。電源のオンとオフのための緑と赤のLEDなど、LEDがいくつかあるだけであれば、PCBの配置に異常はありません。しかし、LEDまたはロングアレイLEDを長時間点灯させる照明ソリューションがいくつかあります。これらのデバイスを冷却して早期故障やセキュリティ上の危険性を防ぐことが主な問題である可能性があります。効率的な冷却には、一貫した光出力を確保する必要もあります。PCBを標準FR 4タイプからMCPCBのようなアルミニウムPCBに変換するのは選択に値する選択です。Temで動作するように設計された信頼性を高めるために、特殊な処方の基材を使用しています。

温度は正常値より高い。基板は、種々の部品の実装面として厳密に使用されるのではなく、熱運転部品からの熱を能動的に吸収し、効率的かつ安全に回路基板の関連層に熱を消散させる。MCPCBsは、大量のLEDを持つPCBを冷却するための優れたソリューションであることが証明されている。標準的なエポキシガラス板とそれらの違いを理解することは極めて重要である。

金属コアPCBの応用：

LED照明：MCPCBは通常大量の熱を発生する用途に適しているが、伝統的なファンは熱を効果的に除去することができない。MCPCBはLED技術でよく発見されています。これは、照明量に必要なLEDの数を減らし、発生する熱を減らすことができるからです。

自動車：自動車電源調節器、点火スイッチ、スイッチングコンバータ、可変光学装置など、すべて金属PCBを使用する。電源装置：電源変換器、スイッチングレギュレータ、高密度電源変換。

軍事と航空宇宙：軍用と航空宇宙応用におけるポリ塩化ビフェニルは極端な温度、熱循環、湿気に耐えなければならない。また、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、より高い構造的完全性を可能にするため、MCPCBを使用します。これらの高い熱伝導性は、これらのプレート上の温度分布が均一であることを保証します。したがって、これらは、活性部材の近傍にホットスポットが形成されるのを防止するために、熱サイクルにより良好に耐えることができる。

コアPCB

金属コアPCBと標準PCBの比較：

熱伝導率：標準的なポリ塩化ビフェニルの熱伝導率は低く、通常0.3 W前後であるが、MCPCBsの熱伝導率は1〜2 Wの間で高い。

メッキスルーホール：標準PCBは通常メッキスルーホールが必要ですが、MCPCBは必要ない場合があります。

放熱：標準PCBにおける放熱には通常貫通孔が必要であり、それにより、より長いドリルサイクルと追加のプロセスがもたらされる。しかし、MCPCBは、金属コアが効率的な放熱を可能にするため、ドリル、めっき、または堆積プロセスを必要としない。

ソルダーレジスト層：標準PCB中のソルダーレジスト層は通常、黒、緑、青、赤などの濃い色である。そのため、ソルダーレジスト層は標準PCBの上部と下部に適用される。対照的に、MCPCBでは、上部だけが通常白色のはんだマスクでコーティングされている。

厚さ：積層と各種材料の組み合わせにより、標準PCBの厚さ範囲は広い。しかし、MCPCBの厚さの変化は、利用可能な誘電体の厚さとバックプレーンの厚さのために通常限定される。

製造プロセス：標準PCBは、配線、メッキスルーホール、ドリル穴、V字切りなどの伝統的な製造プロセスを使用する。しかし、金属を切断するには鋭利な工具が必要であるため、MCPCBをV字切りするためにダイヤモンドコーティングの鋸刃が必要である。

PCBメーカーが考慮すべき事項

MCPCB製造にはいくつかの処理面の考慮がありますが、材料の動作原理を理解し、設計を単層SMTタイプに維持していれば、設計するプレートは他の単板、多層PCBを設計するのとあまり変わらないはずです。設計を単層にルーティングできないことがわかった場合は、他のMCPCB構成も可能であることに注意してください。ただし、これらは本書の範囲内ではありません。これには、次のものが含まれます。

内部がアルミニウムである2層のPTHプレート（これには、短絡しないメッキスルーホールを形成するために、高価な予備穿孔/絶縁層の充填/再穿孔工程が必要である）。

A 2以上の積層板は、標準的なPCBプロセスに基づいて製造されているが、FR 4の代わりに熱誘電体材料を使用し、金属バックシートを底部に積層して熱伝達を行う。

設計が複数のLEDの冷却を優先する場合、MCPCBは優れたソリューションである可能性があります。これらは、家庭、職場、車両のさまざまな照明用途で一般的になっています。これらはいくつかの設計によって制限されていますが、製造プロセスはほとんどの他のPCBとは異なり、少しシンプルです。

以上が金属コアPCBの紹介です。