金属芯印刷电路板的优势

有许多种 PCB 板材料可供选择，如金属 PCB、绝缘金属基板（IMS 或 IMPCB）、金属芯 PCB（MCPCB）、铝复合板和铝基板等。不过，如果散热是一个考虑因素，那么金属芯或铝基板无疑是一个不错的选择。但如果散热是一个考虑因素，那么金属芯 PCB 是首选。首先，金属 PCB 比传统的 FR-4 环氧玻璃基 PCB 具有更出色的散热性能。
这是因为金属电路板的热导率比传统结构高出 5 至 10 倍，厚度比传统结构高出 10 倍。由于热传导效率极高，金属电路板可以使用非常轻的铜层，从而降低了解决方案的成本和厚度。同时，金属层可以完全由金属构成，也可以由玻璃纤维（FR-4）和金属组合而成。

金属 PCB 由导热性能高的介质层、金属层和散热能力强的铜膜组成。最广泛使用的金属芯 PCB 制造材料是铝和铜，有时也使用不锈钢。金属芯或铝质 pcb 可以减去大功率元件的热量，促进热量传递。因此，使用金属芯 PCB 的目的是提供比 FR-4 高得多的导热性。

一般来说，中国金属芯印刷电路板结构的上层是由薄铜膜形成的，它像传统的印刷电路板一样被蚀刻。铜薄膜的厚度从 1 盎司到 4 盎司不等。最内层是介电材料，其作用是将金属层与铜膜进行电气隔离，同时允许两层之间快速传热。如果是多层 MCPCB，必须均匀分布与内金属层有关的各层。例如，在 6 层 PCB 中，金属层位于中间，上面 3 层，下面 3 层。
我们还需要注意的是，散热印刷电路板的金属芯可以是铝芯印刷电路板、铜芯印刷电路板或重铜印刷电路板和不锈钢。不过，金属 PCB 材料非常坚硬，将其切割成小块可能会造成问题。因此，在选择金属 PCB 材料时，我们需要考虑制造过程中的化学物质是否会对其产生反应。

散热

这是金属芯 PCB 的最大优势之一。它的传热速度是 FR-4 电路板的 8 至 9 倍。如果我们的 PCB 需要快速冷却，那么最好使用金属 PCB 而不是传统的 FR-4 基板。因此，金属芯印刷电路板的最大优势在于它使用了一种特殊的基板材料，可提高在高于正常温度下工作的设计的可靠性。金属芯印刷电路板设计可主动将热运行元件位置的热量吸收到电路板的相反层，从而实现更高效、更安全的散热。

低成本

除了热性能外，铝还具有可回收和成本低的优点。当我们的 LED 金属芯 PCB 被废弃时，我们可以回收其中的金属。这也进一步节省了生产成本。同时，采用金属基板的印刷电路板重量更轻、寿命更长、导电性更强。因此，铝基板印刷电路板的相关制造成本也可以降低。铝制印刷电路板也是一种成本效益高的替代品，可替代更昂贵、更笨重的散热器。众所周知，铝是一种无毒且完全可回收的金属。在金属 PBC 中使用铝有助于在连接生产商和最终消费者的链条中保护我们的环境。

更加稳定

中国的金属芯 PCB 设计将使 PCB 更加稳定。以使用最多的 LED 金属芯印刷电路板为例，它有效解决了 LED 路灯长时间使用的散热问题。除了保证高稳定性外，铝还非常轻，因此在不增加重量的情况下提高了印刷电路板的强度和灵活性。

使用寿命更长

与印刷电路板制造中常用的材料相比，金属材料的使用寿命更长。金属材料可降低印刷电路板在生产、组装和使用过程中意外破损的风险。

上述所有优点使金属芯印刷电路板成为各种应用的理想选择，包括

1. 汽车、街道照明用 LED 系统
2. 光电
3. 背光单元应用
4. 电机/混合动力控制应用
5. 能量转换器

中国金属芯 PCB 设计的主要特点是不使用电镀通孔。金属芯 pcb 制作通常使用表面贴装元件，这是金属芯 pcb 制作工艺的显著特点之一。如果金属芯 pcb 制作使用电镀通孔，层压结构底部的厚金属板可能会导致通孔短路。因此，金属芯 PCB 设计不需要通过通孔散热。由于采用了这种设计，其冷却能力也得到了提高。
通过去除通孔，金属芯 PCB 制造商可以更快地移动电路板。在大多数 PCB 制造厂，这是一个瓶颈工序。然后，您的单层 MCPCB 将跳过 PTH 加工所需的化学镀铜孔壁准备步骤，在快速钻孔循环后直接进入电路成像。之后，您的 MCPCB 将与传统 FR4 设计遵循相同的工艺阶段。

	FR4 PCB	MCPCB
电导率	FR4 的导热率很低，通常在 0.3W 左右。	MCPCB 的导热率很高，从 1.0 瓦到 4.0 瓦不等，其中 2.0 瓦的导热率最高。
电镀通孔	使用电镀通孔	表面贴装
热量释放	通常通过孔进行热传递放热	使用 MCPCB 材料时，钻孔、沉积和电镀等操作均可省去，因为它能自行散热。
阻焊层	FR4 印刷电路板顶部和底部的阻焊层，通常为绿色、蓝色、红色、黑色等。	MCPCB 阻焊层只在顶部，通常是白色 LED 板
厚度	FR4 印刷电路板的厚度范围更灵活，可提供各种材料组合和层数	MCPCB 厚度变化受可用背板厚度和介质板厚度的限制
流程	FR4 印刷电路板的标准工艺：沉孔、V 型刻痕、沉孔、布线、钻孔	使用与 FR4 相同的加工程序（V 型板必须使用金刚石涂层锯片，以增加切割金属时的应力）

造成印刷电路板故障的最常见原因之一是热应力。过大的热应力会导致 PCB 性能下降，甚至可能完全停止工作。随着金属芯 PCB 制造技术的发展，各种元件的外形要求越来越小，热应力也在不断增加。因此，PCB 中有效的热管理已成为防止电子设备丧失系统功能的关键因素。

带底座的金属芯如何进行 PCB 热管理？

在大多数情况下，电路层和介质层都放置在底座上。热管理通常使用铜或铝制成的金属芯。
如果我们不实施有效的热管理，任何应用的性能都会大打折扣。从发热元件到外部散热器的热量传输至关重要。如果使用铜这样的高导热材料，就能改善热传递。铜基是一种可供选择的技术，最终可使印刷电路板具有更好的导热性。
金属芯基中的铜提高了导热性，同时降低了元件的工作温度。因此，它能很好地降低 PCB 的热应力。
在以下情况下使用铜基。

1. 单面单层
2. 铜填充激光热导管矩阵
3. 双面机箱

在制作金属芯 pcbs 时需要考虑一些问题。我们将以您的材料为例，为您提供合适的解决方案。

1. 铝填充双层 PTH 板（需要进行昂贵的预钻孔/绝缘填充/再钻孔操作，以确保电镀通孔不会短路）。
2. 采用典型的印刷电路板技术制造的双层或多层电路板，但使用热介电材料代替 FR4，并在底部层压用于热传导的金属背板。

当设计需要大量冷却 LED 时，MCPCB 可能是一个很好的解决方案。金属芯 PCB 设计可能有一些局限性，但其制造工艺与其他 PCB 并无太大区别。
从 MCPCB 制作到组装，我们提供一站式服务，所有生产流程都记录在我们自主开发的在线监控应用程序中。