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アルミ基板(MCPCB):メタルコアがFR-4に勝つとき

LEDや電源基板がメタルコアを使う理由は1つ、熱です。熱モデルが約束した通りに基板が働くよう、スタックアップ、表面処理、機械的な特徴をどう指定するかを説明します。

Hitech Circuits エンジニアリングデスク

中国・深セン · PCB製造・実装

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技術監修: プロセス数値は公開中の能力表と照合済みです。

メタルコアのスタックアップとは

典型的なMCPCBは、アルミベースに接着した誘電体層の上に単一の導電層を持ちます。誘電体は薄く、しばしば0.05〜0.2 mmです。熱を伝えつつ電圧に耐えるのが役割だからです。この薄い誘電体が、メタルコア基板が通常片面な理由でもあります。2層目の信号層を配線すると別の誘電体と銅を足すことになり、層あたりの熱的な利点が下がります。

材料だけでなく熱経路を指定する

  • サーマルビア はパッドから金属ベースへ熱を移します。その直径、ピッチ、充填の有無を明示してください。
  • 銅厚 は回路層での熱の広がりに影響します。1〜2 ozが一般的で、電流密度が高い箇所では厚い銅が助けになります。
  • ソルダーマスク は選ぶ表面処理に合わせて指定します。LED基板では白マスクが一般的ですが、長時間の高温で黄変します。

歩留まりを決める機械的詳細

金属基板は薄いFR-4のようにルーティングするのではなく、機械加工します。外形、Vスコアやルーティングの公差、アルミ端を露出するかを指定してください。金属ベースが導電性であることを忘れないでください。取り付け穴には逃げか絶縁ハードウェアが必要で、基板端はバリ取りすべきです。

当社が製造するもの

当社工場は1〜38層のFR-4基板を最大580 × 1900 mm、板厚0.1〜6.0 mmで製造し、アルミ基板メーカーとしても、熱とRF向けにアルミ、セラミック、高周波基板を作ります。熱要件、LEDまたはパワーデバイスのフットプリント、機械図をお送りください。治具の前にスタックアップと表面処理を確定します。

技術仕様

層数
1〜38層(FR-4)。MCPCBは通常1〜2層
板厚
0.1〜6.0 mm(FR-4)
最大基板サイズ
580 × 1900 mm

よくあるご質問

  • FR-4ではなくアルミ基板を使うべきなのはどんなときですか。

    信号密度より熱経路が重要なとき——LEDアレイ、電力変換、モータードライバで、部品の熱を基板を通して逃がす必要がある場合——にメタルコアを使います。高密度デジタル配線では、FR-4の低い誘電率と多層を組める能力が通常は勝ります。

  • アルミ基板にめっきスルーホールを設けられますか。

    片面MCPCBは通常、アルミベースが導電性のためPTHを避けます。接続はサーマルビアや機械的なインターフェースで行います。めっき穴が必要なら、スタックアップがメタルコアを絶縁する必要があり、治具の前に設計を見直すべきです。

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