在過去的幾(jī)年(nián)中(zhōng)，基(jī)於LED的產品(pǐn)已經變(biàn)得越來越流(liú)行(háng)，因此(cǐ)也有金(jīn)屬芯(xīn)印刷(shuā)電(diàn)路板 。 與(yǔ)消費者一(yī)樣，汽(qì)車(chē)和照(zhào)明(míng)行業(yè)都接(jiē)受(shòu)了(liǎo)這項技(jì)術(shù)，因(yīn)為基(jī)於(yú)LED的燈(dēng)可以(yǐ)比(bǐ)同類(lèi)白熾燈更(gēng)便(biàn)宜(yí)5倍。 即使緊(jǐn)湊型熒光燈(dēng)的操(cāo)作(zuò)成(chéng)本也稍(shāo)高，在(zài)有效利用(yòng)空間時，它們無(wú)法與(yǔ)最小的LED相(xiāng)抗(kàng)衡(héng)。

由(yóu)於這(zhè)些以及其(qí)他因素，越來(lái)越(yuè)多的(dí)設(shè)備現(xiàn)在(zài)將(jiāng)LED作(zuò)為主要設計(jì)特(tè)征(zhēng)。 然而(ér)，LED產(chǎn)品的一(yī)個(gè)方(fāng)麵(miàn)必須始(shǐ)終(zhōng)在產品設計中(zhōng)考(kǎo)慮(lǜ)：熱量。

金屬芯印(yìn)刷電(diàn)路(lù)板的優(yōu)點(diǎn)

在(zài)很多方麵，LED就像安裝(zhuāng)在電路板上(shàng)的(dí)任何(hé)其他組(zǔ)件一(yī)樣(yàng)。 如(rú)果隻(zhī)有(yǒu)幾個LED出(chū)現，例如(rú)綠色(sè)和紅色(sè)指示燈(dēng)用於開機(jī)關機，那麼在布(bù)置(zhì)PCB時(shí)就沒什麼(mó)異(yì)常。 但是，有照(zhào)明解(jiě)決方(fāng)案可(kě)以(yǐ)將LED或長陣(zhèn)列的LED長時間保持(chí)開啟狀態(tài)。

保持這些(xiē)設備(bèi)冷卻(què)，使(shǐ)其不(bù)會(huì)過(guò)早(zǎo)失效(xiào)或(huò)造(zào)成(chéng)安(ān)全隱患，可能成為一個主(zhǔ)要(yào)問題。 高效(xiào)冷(lěng)卻也需要保(bǎo)證光(guāng)輸出保(bǎo)持一致(zhì)。 將您(nín)的PCB從標(biāo)準(zhǔn)FR4類型更(gēng)改(gǎi)為金屬(shǔ)核(hé)心(xīn)PCB（MCPCB）（例如(rú)鋁(lǚ)PCB ）是值得(dé)考慮的選項。

金(jīn)屬(shǔ)芯(xīn)PCB的一些(xiē)優點是，它使(shǐ)用專(zhuān)門(mén)配製(zhì)的(dí)特(tè)殊襯底(dǐ)材料(liào)來提高(gāo)在高於正(zhèng)常溫度(dù)下運行的設計(jì)的可靠性。 襯底不(bù)是(shì)嚴格用(yòng)作(zuò)各(gè)種元件(jiàn)的(dí)安(ān)裝表(biǎo)麵，而是將(jiāng)熱運行(háng)元(yuán)件的位(wèi)置熱量(liáng)主動(dòng)吸收到電路板的(dí)相對層，從(cóng)而(ér)可以(yǐ)高(gāo)效安全地散熱(rè)。

MCPCB已(yǐ)被(bèi)證(zhèng)明(míng)是如何(hé)冷(lěng)卻使用大量LED的PCB的絕佳(jiā)解(jiě)決方(fāng)案。 了(liǎo)解標準環氧(yǎng)玻璃板(bǎn)和(hé)MCPCB之(zhī)間(jiān)存(cún)在(zài)差異是很重要的(dí)。

MCPCB與標(biāo)準環(huán)氧玻璃板(bǎn)有什(shí)麼(mó)不同(tóng)？

在標準PCB和MCPCB之間(jiān)理解(jiě)的一個重要區別(bié)是(shì)材(cái)料如(rú)何協(xié)同工作以(yǐ)產生(shēng)期望的結果。 在一個典型(xíng)的LED MCPCB中，有一(yī)個銅(tóng)箔(bó)單層電(diàn)路(lù)層(céng)，它(tā)與一(yī)層導熱介(jiè)質(zhì)材料(liào)粘合在一起(qǐ)，導(dǎo)電介質材料本(běn)身粘合到較(jiào)厚(hòu)的(dí)金屬層 - 通常是(shì)鋁(lǚ)5052，鋁6061或銅C1100。

典型(xíng)的LED型MCPCB截麵

電(diàn)介質(zhì)材料的熱(rè)導率以瓦(wǎ)特/米，開爾(ěr)文(wén)（W / mK）來(lái)衡(héng)量(liáng)。2.0W的(dí)評(píng)級是相(xiāng)當(dāng)常見的(dí); 這種(zhǒng)材料(liào)大約是(shì)FRx導熱(rè)的(dí)6x-7x。 最佳做法是(shì)盡可能保持介電層(céng)盡(jìn)可能薄。 這樣做會(huì)形(xíng)成(chéng)從熱(rè)源(yuán)到金屬背板的(dí)最短路徑，其比(bǐ)導電材料(liào)導(dǎo)熱多(duō)倍。 無論如何(hé)，大多(duō)數(shù)材(cái)料的厚(hòu)度範圍非(fēi)常有(yǒu)限，通常介於.003“和(hé).006”之(zhī)間。 您將不會有那(nà)麼多機(jī)會(huì)指定更(gēng)厚的材料，從而降(jiàng)低材料在執行(háng)其熱(rè)傳遞功能(néng)時的有效性。

底(dǐ)部使(shǐ)用的(dí)金屬背板是(shì)結構中最厚的(dí)元(yuán)件(jiàn)。 它有(yǒu)幾種(zhǒng)不(bù)同的(dí)厚度，但(dàn)最(zuì)好使(shǐ)用三種最常(cháng)見的(dí)（1.0mm，1.5mm和3.2mm）中(zhōng)的(dí)一(yī)種(zhǒng)，因為它(tā)們是(shì)最容(róng)易購買(mǎi)的，沒有延遲。 金屬(shǔ)層(céng)增加了剛性，使電(diàn)路保(bǎo)持平(píng)坦，並增加了足(zú)夠的(dí)厚度，以便(biàn)MCPCB可(kě)以使用與任何其(qí)他標準厚度(dù)電(diàn)路板相同的安裝(zhuāng)硬件(jiàn)。 電路板(bǎn)的金屬(shǔ)板(bǎn)一(yī)側沒(méi)有任何表麵(miàn)光(guāng)潔度(dù)或阻焊(hàn)層。

金屬(shǔ)核(hé)心(xīn)PCB表麵安(ān)裝(zhuāng)的組件

納(nà)入MCPCB設計的(dí)一(yī)個關(guān)鍵因素(sù)是不使用(yòng)任何(hé)鍍通孔，而(ér)隻使用表麵安裝(zhuāng)的組件。 其原因(yīn)是層結構的底(dǐ)部是厚金屬(shǔ)片，所以(yǐ)鍍通孔（或帶有導電元(yuán)件引(yǐn)綫(xiàn)插入(rù)其(qí)中的非(fēi)鍍(dù)孔(kǒng)）會(huì)導致短路。

大多數構(gòu)建在多(duō)層(céng)（2 +）FR4基(jī)板上(shàng)的(dí)LED PCB必(bì)須使用(yòng)每個組件(jiàn)下麵的緊(jǐn)密(mì)間隔的鍍(dù)通孔圖案(àn)來傳(chuán)輸熱(rè)量(liáng)。 如果焊料(liào)沒(méi)有填充，焊料會在(zài)組裝過程中通過這些過(guò)孔(kǒng)遷移，導(dǎo)致(zhì)焊點不完美(měi)。

對(duì)於MCPCB，過孔的工作由(yóu)材料本(běn)身(shēn)完(wán)成(chéng)。 整(zhěng)個底部(bù)由金屬組(zǔ)成(chéng)，具有更高效(xiào)的導(dǎo)熱性(xìng)，因此冷卻得(dé)到(dào)加強，過(guò)孔(kǒng)不需要(yào)進(jìn)行散(sàn)熱(rè)。 結果(guǒ)是大(dà)多數MCPCB需要最少的鑽(zuān)孔 - 通常隻(zhī)有(yǒu)幾個(gè)大(dà)的安裝(zhuāng)孔(kǒng)。

通過(guò)消(xiāo)除(chú)通(tōng)孔鑽孔和堆(duī)疊(dié)多(duō)個麵(miàn)板(bǎn)同時鑽大(dà)孔的(dí)能(néng)力，製(zhì)造商(shāng)可(kě)以快速(sù)移動您的(dí)電路(lù)板，通過在(zài)PCB設(shè)施內(nèi)經常(cháng)進行(háng)的(dí)瓶頸(jǐng)操作。 然後，在短(duǎn)暫的鑽孔循環後(hòu)，您的1層MCPCB繞過PTH處理(lǐ)所需的無電銅(tóng)沉積（或石(shí)墨(mò)）孔壁(bì)準(zhǔn)備步驟，並直(zhí)接(jiē)進(jìn)行電路成像。 從那時起，您的(dí)MCPCB將遵(zūn)循(xún)任何(hé)標(biāo)準(zhǔn)FR4設計所遵(zūn)循的(dí)或(huò)多(duō)或少的相同工(gōng)藝(yì)步(bù)驟(zhòu)。

MCPCB製(zhì)造(zào)商(shāng)考慮事(shì)項

MCPCB製造有(yǒu)一些處理(lǐ)方麵(miàn)的考慮因素，但(dàn)隻要(yào)你(nǐ)了(liǎo)解材(cái)料的工(gōng)作(zuò)方(fāng)式，並將設計(jì)保持為(wéi)單層SMT型(xíng)，那(nà)麼設(shè)計你的電路板就不應(yīng)該與(yǔ)設(shè)計任何(hé)其他單(dān)芯片電(diàn)路板有(yǒu)很大不(bù)同(tóng)，多層PCB。 如果您(nín)發現(xiàn)無(wú)法將您的設計路由(yóu)到單層，請(qǐng)注意(yì)，其他(tā)MCPCB配(pèi)置也是(shì)可(kě)能(néng)的，盡管(guǎn)它們不(bù)屬(shǔ)於本文的範(fàn)圍(wéi)。 這些(xiē)包括(kuò)：

• 2層(céng)PTH板，裏麵(miàn)有(yǒu)鋁(lǚ)（這需要昂(áng)貴(guì)的預鑽/填充(chōng)絕緣/重(zhòng)新鑽孔(kǒng)步驟以形成(chéng)不會短(duǎn)路(lù)的鍍通孔）。

• 根據(jù)標準(zhǔn)PCB工藝(yì)製造(zào)的2層或更(gēng)多層(céng)板，但(dàn)使(shǐ)用熱介電材料(liào)代替FR4，並將金屬背(bèi)板(bǎn)層壓到(dào)底部進(jìn)行(háng)熱傳(chuán)遞。

當設計(jì)優(yōu)先考慮(lǜ)多個(gè)LED的冷卻時，MCPCB可能是一(yī)個出色的解(jiě)決(jué)方案。 它們(mén)在(zài)各(gè)種(zhǒng)照明應用中(zhōng)變(biàn)得(dé)越來越普遍 - 用於家庭(tíng)，工作場所和車輛。 盡(jìn)管它們受到一(yī)定的設計限製，但製造工(gōng)藝與(yǔ)大(dà)多數(shù)其他(tā)PCB不同(tóng)，並(bìng)且(qiě)在某種程度上(shàng)更簡單(dān)。

FR4 PCB與(yǔ)MCPCB比較

• 導(dǎo)電(diàn)性(xìng) ：FR4具(jù)有(yǒu)低(dī)導(dǎo)熱性，通常(cháng)約0.3W，而(ér)MCPCB具有(yǒu)更高(gāo)的導熱(rè)性(xìng)，範(fàn)圍從1.0W-4.0W，最常(cháng)見(jiàn)的是約(yuē)2.0W。 
  
  

• 鍍通孔 ：FR4 PCB通(tōng)常使用鍍(dù)通孔(kǒng)。 如(rú)果需(xū)要，可(kě)以(yǐ)使(shǐ)用(yòng)通(tōng)孔組件。 在MCPCB中，鍍層通(tōng)孔不適用(yòng)於單(dān)層PCB。 所(suǒ)有組(zǔ)件都(dū)是(shì)表麵(miàn)安裝的(dí)。 

• 散熱(rè) ：FR4 PCB中的(dí)散(sàn)熱通(tōng)常(cháng)包括用於傳熱(rè)的過孔。 更(gēng)長(cháng)的(dí)鑽井(jǐng)周期(qī)增(zēng)加(jiā)了許(xǔ)多工(gōng)藝。 MCPCB材(cái)料提(tí)供它(tā)們(mén)自(zì)己(jǐ)的散(sàn)熱。 通過鑽(zuān)孔(kǒng)，沉積和(hé)電(diàn)鍍工(gōng)藝被(bèi)淘汰。 

• 阻焊(hàn)層 ：FR4 PCB阻焊層(céng)通(tōng)常(cháng)為(wéi)深(shēn)色（綠(lǜ)色(sè)，紅色，藍(lán)色，黑(hēi)色(sè)）。通常應用(yòng)於頂部和(hé)底部。MCPCB防(fáng)焊罩幾(jī)乎全部用(yòng)於(yú)LED電路(lù)板(bǎn)。 隻(zhī)適用(yòng)於(yú)頂(dǐng)部(bù)。 

• 厚(hòu)度(dù) ：FR4 PCB有(yǒu)各種材(cái)料組合(hé)和(hé)層(céng)數可供選擇的各種厚度 。 MCPCB厚度(dù)變(biàn)化(huà)受(shòu)可用(yòng)背板厚度(dù)和(hé)電介質板厚(hòu)度(dù)的限製。 

• 深圳市(shì)銘(míng)華(huá)航電SMT貼(tiē)片(piàn)：加工過程(chéng) ：FR4 PCB使用標準加工(gōng)方法(fǎ)（鑽孔，布(bù)綫(xiàn)， V型刻(kè)痕(hén) ，埋頭孔，沉(chén)頭孔），而(ér)MCPCB使用(yòng)與(yǔ)FR4相同(tóng)的加工(gōng) ，但(dàn)v-score必(bì)須使用(yòng)金(jīn)剛石塗層鋸片切割金屬。