金屬芯PCB 表示PCB的核心(基礎)材料是金屬,而不是普通的FR4/CEM1-3等,目前最常用的金屬MCPCB製造商 是鋁、銅和鋼合金。鋁具有良好的傳熱和散熱能力,但相對便宜;銅的性能更好,但價格相對較高,鋼分為普通鋼和不銹鋼。它比鋁和銅都更堅硬,但其導熱性也低於它們。人們會根據自己不同的應用選擇適合自己的基材/芯材。
一般來說,考慮到鋁的導熱性、剛性和成本,鋁是最經濟的選擇。因此,普通金屬芯 PCB 的基材/芯材由鋁製成。在我公司,如果沒有特殊要求或說明,金屬芯是指鋁,然後金屬背板 將意味著鋁芯PCB。如需銅芯PCB、鋼芯PCB、不銹鋼芯PCB,需在圖紙中特別註明。
有時人們會使用縮寫“MCPCB”,而不是 Metal Core PCB、Metal Core PCBs 或 Metal Core Printed Circuit Board 的全稱。並且還用了不同的詞來指代core/base,所以你也會看到Metal Core PCB的不同名稱,比如 金屬PCB、金屬基PCB、金屬背板、金屬複合板、金屬芯板等。這金屬芯PCB 由於能夠有效地將熱量從組件中散發出去,因此被用來代替傳統的 FR4 或 CEM3 PCB。這是通過使用導熱介電層實現的。
FR4 板和 FR4 板之間的主要區別金屬基PCB 是 MCPCB 中介電材料的熱導率。這充當 IC 組件和金屬背板之間的熱橋。熱量通過金屬芯從封裝傳導到額外的散熱器。在 FR4 板上,如果不通過局部散熱器傳遞熱量,熱量將保持停滯。根據實驗室測試,帶有 1W LED 的 MCPCB 保持在 25C 的環境溫度附近,而 FR4 板上的相同 1W LED 達到 12C 的環境溫度。 LED PCB 總是用鋁芯生產,但有時也使用鋼芯 PCB。
金屬背板PCB的優勢
1、散熱
一些 LED 散發的熱量在 2-5W 之間,當 LED 的熱量沒有正確去除時會發生故障;當熱量在 LED 封裝中停滯不前時,LED 的光輸出會減少和退化。 MCPCB 的目的是有效去除所有局部 IC(不僅僅是 LED)的熱量。鋁基和導熱介電層充當 IC 和散熱器之間的橋樑。一個散熱器直接安裝在鋁製底座上,無需在表面貼裝組件頂部安裝多個散熱器。
2.熱膨脹
熱脹冷縮是物質的共同性質,不同的CTE熱膨脹不同。鋁和銅由於各自的特性,比普通FR4有獨特的優勢,導熱係數可以達到0.8~3.0 W/c.K。
3.尺寸穩定性
很明顯,金屬基PCB的尺寸比絕緣材料更穩定。鋁基板和鋁夾芯板從30℃加熱到140~150℃時尺寸變化2.5~3.0%。