Metal Çekirdekli PCB'nin yapısı
Tipik bir metal çekirdekli PCB üç katmandan oluşur
- Elektronik bileşenleri ve devre kablosunu taşımak için devre katmanı (bakır folyo), genellikle yüksek iletkenliğe sahip bakır kullanır
- Verimli termal iletkenlik sağlarken elektriksel izolasyonu sağlamak için yüksek termal iletken yalıtım malzemeleri (seramik dolgulu epoksi gibi) kullanan yalıtım katmanı (termal iletken ortam).
- Metal alt tabaka (ısı dağılımı)
Normal malzemeler:
- Alüminyum (en yaygın): hafifliği ile maliyet kaybı, LED ve güç kaynağı modülü için uygundur.
- Bakır: yüksek güçlü cihazlarda (otomotiv elektroniği gibi) kullanılan mükemmel ısı iletkenliği (≈400W/mK)
- Bakır-alüminyum kompozit malzeme: maliyet ve performansı dengelemek için
| Metal Çekirdekli PCB ile Geleneksel FR4 PCB arasındaki farklar | ||
| Özellik | Metal Çekirdekli PCB | FR4 PCB |
| Termal iletkenlik | Mükemmel (alüminyum≈200W/mK, bakır≈400W/mK) | Zayıf(0.3~0.4W/mK) |
| Isı yayma kapasitesi | Isıyı dağıtmak için doğrudan metal bir alt tabaka kullanmak | Isı emicilere veya fanlara bağlıdır |
| Uygun güç | LED, güç kaynağı modülü gibi yüksek güç | Elektronik cihazlar gibi düşük güç |
| Mekanik dayanım | Yüksek (darbe dayanımı, yüksek sıcaklık dayanımı) | Orta (ısı deformasyonuna duyarlı) |
| Masraf | Yüksek | Alçak |
Metal Çekirdekli PCB'nin Temel Avantajları
- Verimli ısı dağılımı: elektronik bileşenlerin aşırı ısınmasını önlemek ve hizmet ömrünü uzatmak için (örneğin, LED ışık bozulması %50'den fazla azalır)
- Yüksek güç taşıma kapasitesi: Elektrikli araç şarj istasyonları gibi büyük akım tasarımını destekler.
- Kararlı yapı: metal çekirdek titreşime ve yüksek sıcaklığa dayanıklıdır (-50°C~150°C)
- Hafif (alüminyum taban): bakır veya seramik ısı dağıtma planlarından çok daha hafiftir.
Metal PCB için Ana Uygulamalar
- LED aydınlatma: yüksek parlaklıkta LED otomotiv ışıkları, yol ışıkları
- Güç kaynağı modülleri: DC/AC dönüştürücü, invertörler
- Otomotiv elektroniği: motor kontrolörü, akü yönetim sistemi (BMS)
- Endüstriyel ekipman: yüksek güçlü frekans dönüştürücü, servo sürücüler
- Tıbbi ekipman: lazer tıbbi ekipman, görüntüleme ekipmanı
Metal Çekirdekli PCB için Üretim Zorlukları
- Yalıtım katmanı işlemi: normalde ≥2kV olmak üzere yüksek ısı iletkenlik performansı ve yüksek basınç direnci sağlaması gerekir
- Metal alt tabaka imalatı: Alüminyum ve bakır üzerinde delme ve kesme işlemleri özel aletler gerektirir ve çapakları önlemelidir.
Maliyet kontrolü: metal malzeme ve özel işlem, özellikle küçük seri üretim için PCB maliyetini etkileyecektir
