金属印刷电路板（MCPCB）介绍

热是导致半导体元器件功能衰老损坏的关键因素之一，把半导体元器件的热传导至散热器散发降温，是保护半导体元器件的必须方法。在现在的各种印刷电路板中，热的传导能力，只有金属芯印刷电路板（MCPCB）具备符合半导体元器件传热能力的需求（非热电分离类MCPCB导热率可以达到8~50 w/m.k ，热电分离类MCPCB最大可达到400 w/m.k，其它类别的PCB导热率小于1w/m.k）。

什么是金属印刷电路板（MCPCB）？

金属印刷电路板（MCPCB），也称为热导电路板或金属背板电路板，是一种在其基板上使用金属材料作为散热部分的PCB类型。根据后续产品导热能力的需要，选择相应的金属板及绝缘胶的配方，然后在金属板表面覆上绝缘胶层后再覆上铜箔，经热压合工艺制成金属基覆铜板，然后将金属基覆铜板的铜箔，根据电子电路的需要，以印制电路板的生产工艺制成的线路板（pcb）。由于金属基线路板的基材是金属板，金属板具有优良的导热性能，因此金属基线路板具有良好的导热性能，可以很好地解决了半导体热衰老问题，解决热对半导体元器件的损害问题，保障了电子产品在使用中的稳定可靠性，延长了半导体产品使用期限。金属芯印刷电路板常见类型包括：铝基PCB，铜基PCB，铁基PCB等。

MCPCB的基本结构包括：

l   金属芯层

l   绝缘层

l   铜电路层

MCPCB的优势

金属芯PCB的传热速度比FR4 PCB快8到9倍。MCPCB层压板能够散热，保持发热元件的温度更低，从而提高了性能和寿命。在产生大量热量的应用中，通常仅仅依靠传统风扇无法进行足够的冷却。通过金属芯PCB进行导热冷却是一种理想的生产选项。

过多的热应力可能会导致PCB功能低于最佳性能甚至完全停止工作。热应力是PCB故障的主要原因之一。随着技术的进步，热应力通常由于组件被放置在更小的尺寸中而增加。这正是为什么有效的PCB热管理已成为防止电子设备系统功能完全丧失的关键因素之一。

另外一方面，热膨胀的反应是指材料受热时膨胀、冷却时收缩的过程。随着时间的推移，这个过程可能会导致材料出现弱点，最终导致散热效率降低。与传统PCB材料如陶瓷和玻璃纤维相比，金属芯PCB如铝基PCB不易发生热膨胀。

MCPCB的应用领域

MCPCB通常用于需要高散热能力的PCB。因此，它们的应用领域通常包括汽车电子，如LED大灯和发动机控制，家庭、商业和街道照明的LED照明系统，以及各种消费电子产品，如智能手机、平板电脑和家用电器。它们在通信设备中也是至关重要的，如电信设备和网络路由器，以及智能设备，包括物联网设备和可穿戴设备。此外，MCPCB还用于工业控制系统和医疗设备，其中精度和可靠性至关重要，以及计算组件，如主板和显卡，以及电源，包括单元、逆变器和变换器，以确保有效的冷却和稳定的运行。

MCPCB和FR4 PCB的区别？

热导率：FR4 PCB的热导率相对较低，通常约为0.3W，而MCPCB的热导率较高，范围从1.0W到4.0W不等，最常见的约为2.0W。

电镀通孔（PTH）：FR4 PCB通常使用PTH，可以容纳穿孔元件。相反，对于单层MCPCB来说，PTH不适用，因为所有元件都是表面贴装的。

散热：FR4 PCB中的散热通常涉及通过PTH的热传导，这可能会延长钻孔周期并增加工艺的复杂性。MCPCB材料固有地具有散热能力，而钻孔可以消除沉积和电镀过程。

阻焊层：FR4 PCB的阻焊层通常为深色（绿色、红色、蓝色、黑色），通常应用于顶部和底部。相比之下，MCPCB的阻焊层主要用于LED电路板，仅在顶层可用。

厚度：FR4 PCB有各种材料组合、层尺寸和厚度。MCPCB的厚度变化受可用背板厚度和介电板厚度的限制。

MCPCB的热管理原理是怎样的？

通常情况下，通过使用由铜或铝制成的金属芯板来实现热管理，其中电路层和介电层被堆叠在一起。将热量从发热元件传递到外部散热器是至关重要的。缺乏适当的热管理，任何应用的性能都会受到威胁。高导热材料如铜能够提高热传递效率；铜芯提供了一个优秀的解决方案。铜芯是一种替代技术，最终为PCB提供了更高的热导率。

金属芯基座中使用的铜增强了热导率，同时降低了组件内部的工作温度，使其成为减少PCB热应力的理想选择。

热管理对PCB设计至关重要，因为集成和堆叠组件以及微型化增加了这些板上产生的热量。无论选择的PCB基板、PCB设计布局和制造工艺如何，我们可瑞团队都能帮助您为任何项目找到正确的解决方案。【联系我们】

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