Printplaat met metalen kern

Een Metal Core Circuit Board (MCPCB), ook wel bekend als een Metal Core Printed Circuit Board (MCPCB), is een type printplaat waarbij een metalen kern wordt gebruikt als substraat in plaats van het traditionele FR4-materiaal. De metalen kern biedt een hogere thermische geleidbaarheid en betere warmteafvoer, waardoor MCPCB's geschikt zijn voor toepassingen waarbij componenten met een hoog vermogen veel warmte genereren.

Het belangrijkste verschil zit in het substraat. Bij FR-4 wordt met glasvezel versterkte epoxyhars gebruikt voor de isolatie. Bij MCPCB’s daarentegen wordt gebruikgemaakt van een metalen substraat (aluminium of koper) en een dunne, warmtegeleidende diëlektrische laag, waardoor de warmte aanzienlijk sneller wordt afgevoerd dan bij FR-4.

Ja, maar er zijn wel beperkingen. Hoewel standaard MCPCB’s enkelzijdig zijn, bestaan er ook meerlaagse versies. Bij deze meerlaagse versies worden de printlagen doorgaans op één of beide zijden van de metaalkern gelamineerd, waarbij gebruik wordt gemaakt van speciale prepregs en warmtegeleidende materialen om de warmteoverdracht te waarborgen.

Geyuan Electronics biedt uitgebreide maatwerkdiensten voor uw printplaten met metaalkern. Of u nu afwijkende vormen, aangepaste afmetingen of specifieke gatconfiguraties nodig hebt, wij kunnen ontwerpen volledig afstemmen op uw wensen.

Wij waarborgen de thermische efficiëntie van onze MCPCB’s door middel van geavanceerde thermische simulaties en een nauwkeurig ontwerp van de thermische via’s. Zorgvuldig ontworpen diëlektrische lagen, de dikte van de koperfolie en thermische via’s zorgen voor een efficiënte warmteoverdracht, terwijl onze strenge testprocedures garanderen dat elke printplaat optimaal presteert onder hoge temperaturen.

De doorlooptijd voor de op maat gemaakte printplaten met metaalkern van Geyuan Electronics hangt af van de complexiteit en de hoeveelheid van de bestelling. Voor standaard MCPCB’s met snelle levering kunnen we de bestelling doorgaans binnen 3 tot 5 werkdagen afhandelen. Bij complexere bestellingen of bestellingen met grote hoeveelheden kan dit langer duren, maar we werken nauw samen met onze klanten om een tijdige levering te garanderen.

Doorgaans varieert de dikte van de aluminiumlaag in printplaten met metalen kern van 1,0 mm tot 3,2 mm. Voor warmteafvoer en bescherming van componenten worden koellichamen met een metalen basis gebruikt. De dikte van de aluminiumlaag hangt af van het type toepassing van de printplaat en de printplaat met metalen kern. De dikte van de diëlektrische laag bedraagt doorgaans 0,075 mm tot 0,2 mm (0,003 inch tot 0,008 inch). De dikte van de diëlektrische laag hangt af van de stroomsterkte en de spanning.

Het productieproces voor printplaten met metalen kern verloopt als volgt: ① Slijpen van de printplaat (500#-borstel) → ② Reinigen → ③ Passiveren → ④ Reinigen × 3 → ⑤ Drogen → ⑥ Drogen. Slijpen van de printplaat: Alleen het metalen oppervlak wordt geslepen, volgens de FR4-parameters.

Vanwege de aanwezigheid van de metaallaag moeten printplaten met een metalen kern volgens specifieke processtromen worden vervaardigd. Als het om een enkellaagse printplaat gaat zonder overgang tussen de lagen naar de metalen plaat, kan standaard FR4-diëlektrisch materiaal worden gebruikt om de diëlektrische laag te persen en aan de metalen plaat te hechten.

Bij meerlaagse diëlektrische stapelconstructies moeten eerst gaten in de metalen kernlaag worden geboord om een overgang tussen de lagen te realiseren zonder kortsluitingen te veroorzaken. Eerst worden iets grotere gaten in de metaallaag geboord en gevuld met isolerende gel. Nadat de gel is uitgehard, kan er koper worden aangebracht, net als bij een standaard via. Vervolgens worden de overige delen van de gestapelde structuur samengeperst en aan de metaallagen gehecht. Ten slotte worden er doorgaande gaten door de stapeling geboord, van koper voorzien en gereinigd.

De eerste printplaat moet worden gecontroleerd om er zeker van te zijn dat deze vrij is van krassen, zwartvertinde oppervlakken, andere gebreken en gelijkmatige slijtageplekken.

Ja. MCPCB’s zijn ontworpen voor toepassingen met een hoog vermogen. De metalen kern heeft een hoge thermische geleidbaarheid, waardoor oververhitting van componenten wordt voorkomen en de prestaties van circuits met hoge stroomsterkte, zoals motoraandrijvingen en stroomomvormers, worden gestabiliseerd.

Nee. De metalen kern is door een diëlektrische isolatielaag van het circuit gescheiden. Het aarden van de metalen kern kan zelfs dienen als afscherming tegen elektromagnetische interferentie en voor extra vlakke capaciteit zorgen, waardoor de signaalintegriteit wordt verbeterd en ruis in ontwerpen met hoge snelheden wordt verminderd.

Ja, geplateerde via’s (PTH) kunnen worden gebruikt op printplaten met een metalen kern, maar alleen in specifieke opbouwen, zoals dubbelzijdige of meerlaagse MCPCB’s. In deze ontwerpen bevindt de metalen kern zich doorgaans tussen twee diëlektrische lagen, waardoor via’s erdoorheen kunnen lopen zonder in contact te komen met de geleidende kern.

Wanneer een via het metalen substraat doorsnijdt, moet er vóór het koperplateren isolatie worden aangebracht, bijvoorbeeld door een diëlektrische huls aan te brengen, de via met hars te vullen of een isolatielaag aan te brengen. Dit voorkomt kortsluitingen tussen de geplateerde via en de metalen kern. De diameter van via's begint doorgaans bij 0,2 mm, met positietoleranties van ongeveer ±0,05 mm. Het handhaven van een juiste afstand (doorgaans ≥0,3 mm) tussen de via en de metalen kern is cruciaal voor het behoud van de elektrische isolatie en de structurele integriteit.