金屬核心PCB的結構
典型的金屬核心PCB由三層結構組成
- 電路層（銅箔）：用於承載電子元件與電路佈線，通常採用高導電性的銅。
- 絕緣層（導熱介質）：使用高導熱絕緣材料（如陶瓷填充環氧樹脂），在確保電氣隔離的同時，提供高效的熱傳導性能。
- 金屬基板（散熱層）
常用材料：
- 鋁（最常見）：成本低且重量輕，適用於LED和電源模組。
- 銅：具有優異的導熱性（約400W/mK），用於高功率設備（如汽車電子）。
- 銅鋁複合材料：用於平衡成本與性能。
| 金屬核心PCB與傳統FR4 PCB的差異 | ||
| 特性 | 金屬核心PCB | FR4 PCB |
| 導熱性 | 極佳（鋁約200W/mK，銅約400W/mK） | 較差（0.3~0.4W/mK） |
| 散熱能力 | 直接利用金屬基板散熱 | 依賴散熱片或風扇 |
| 適用功率 | 高功率，如LED、電源模組 | 低功率，如電子設備 |
| 機械強度 | 高（耐衝擊、耐高溫） | 中等（易受熱變形） |
| 成本 | 更高 | 低 |
金屬核心PCB的核心優勢
- 高效散熱：避免電子元件過熱，延長使用壽命（例如，LED光衰可降低超過50%）。
- 高功率承載能力：支援大電流設計，例如電動車充電站。
- 結構穩定：金屬核心具抗震及耐高溫特性（-50℃~150℃）。
- 輕量（鋁基）：遠比銅或陶瓷散熱方案輕盈。
金屬PCB的主要應用領域
- LED照明：高亮度LED汽車燈、路燈
- 電源模組：直流/交流轉換器、逆變器
- 汽車電子：馬達控制器、電池管理系統（BMS）
- 工業設備：高功率變頻器、伺服驅動器
- 醫療設備：雷射醫療設備、影像設備
金屬核心PCB的製造挑戰
- 絕緣層製程：需確保高導熱性能與高耐壓能力，通常需≥2kV。
- 金屬基板加工：鋁和銅的鑽孔與切割需要特殊工具，並應避免產生毛邊。
成本控制：金屬材料與特殊製程會影響PCB成本，特別是在小批量生產時。
