電子設計 - 金属コアPCB設計と製造の基礎

メタルコア 消費者製品ではあまり一般的ではない, しかし、彼らは産業に富んでいる, 航空宇宙, 照明システム, パワーエレクトロニクス, と高い信頼性を必要とする他の分野. 高出力システムは多くの熱を発生させる, そして、熱はコンポーネント故障を防ぐためにすぐに取り除かれる必要があります. 同様に, 低電力システムは、高い熱にさらされるかもしれません, そして、熱はすぐに損害を防ぐために取り除かれる必要があります 回路基板 とコンポーネント.
メタルコア PCB設計 (including DFM) follows many of the same basic design rules as typical PCBs on FR4. あなたが上記の領域のいずれかで新しい製品を設計したいならば, あなたは温度を制御するために金属製のコアボードを使用する必要があります. この記事で, の構造を簡単に紹介します メタルコア そして、金属コアを使用する計画の前に考慮する重要な設計点 PCB設計. これらのボードは特別な製造要件を運ぶ, しかし、適切な設計会社はこれらの要件を満たし、PCBが大量生産可能であることを保証することができる.
金属芯の応用 PCB設計
メタルコア デバイスが実行されているときに多くの熱を生成するほぼすべてのアプリケーションで自分の場所を見つけることができます. これらのプレートはセラミックのための理想的な代用品ではない, そして、それらは重要な構成要素から熱を除去するためにより高い熱伝導率を提供する. 彼らはしばしば出発点を探している 回路基板 強い熱放散能力を持つシステムについて. のアプリケーション メタルコア include:
LED lighting unit: usually a board with high-power LEDs is manufactured on a メタルコア. These boards provide a solid base for high-power LEDs (SMD and through-hole) while dissipating high heat into the metal core board.
電力変換と管理：ハイブリッド車, 産業機器, 基地局通信装置及び地方配電系統はすべて高出力で動作する. これらの分野で, メタルコアsは一般的です.
太陽エネルギー装置：太陽エネルギー装置は、特に頑丈で、高温で高DC電圧で動く必要がある/カレント. 類似 PCB設計Sは地熱施設で実施できる.
Military (for example, 潜水する, airplanes): メタルコア すぐに放熱できる, エンジンまたは排気システムのような高熱源の近くに位置することができる電子機器から電子を遠ざけること.
他多数地域, 高い信頼性と構造剛性も重要です, メタルコアボードは優れた選択をする. したら、これらのボードの積み重ねとレイアウトの要件を勉強し始める, 実際にどのように設計するかは明らかになりません. 多層金属コア板を作製できるか? それは両面にできますか? 製造プロセスのバイアに対処する方法? これらはすべての重要な問題のDFM メタルコアs.

DFM用 メタルコア
他と同様 PCBボード, あなたが成功した製造を確実にするならば, 特定のDFMガイドラインに従う必要があります. 金属コアボードに使用されるプロセスは、ガラス織物積層体を含む典型的なPCB積層プロセスとは異なる, それで、彼らは異なったDFM規則を採用する傾向があります. 下の図は、典型的な 両面金属コア.
スタックは、多層基板として技術的に適合することができることに注意してください, ここで、金属コアは、各側に複数の誘電体を有する. Or, あなたは、回路基板を片面にすることができます, 金属芯の裏面を露出させる. Aを設計するとき メタルコア, the following are the manufacturing points that need to be paid attention to:
Metal core ground
The metal backing on the PCB can work like a large ground plane or a large heat sink. ボードが高速を使用する必要がある場合/高周波回路基板, 背面金属板をより大きな接地面として用いることにより、いくつかの遮蔽が可能である. パワープレーンがボードに使われるならば, また、いくつかの平面静電容量.
加えて, 金属コアは、大きなヒートシンクとして使用することができます, 特に暴露されるならば. ボードが高熱源の近くにインストールされる必要があるとき、後者の面は非常に役に立ちます. この場合は, 上部電源を標準電源に接続するとき, 裏を地面にしないのがベストです. これはグランドループを防ぎます. これはまた、非常に大きなヒートシンクに直接熱を放散するでしょう, 表面温度を下げるのを助ける.
Hole on single panel
The hole can be placed on the メタルコア, 取付穴のどちらか, または、両面板の穴を通しての標準として. ホールが単一のパネルのスルーホールコンポーネントをマウントするのに使用されるならば, これらの穴は、短絡を防ぐためにめっきされてはならない. これは、取付穴に穴をあけ、穴を非導電性エポキシまたはゲルで充填することによって行われる. Then, それが上のレベルにインストールされることができるように、穴をふさごう.
Hole on double-sided board
In a 両面金属コア, いくつかのコンポーネントを両側にインストールすることがあります, そして、めっきされたビアは、信号層の間に配置される必要がある. プレドリル‐絶縁フィラー‐再ドリル加工めっきスルーホール形成のための電気めっきプロセス, したがって、製造においていくつかの困難が生じる. このプロセスは、追加の時間がかかり、追加費用が発生します, しかし、それはビアを通して短絡を防ぐようになっています. PCBレイアウトで, 絶縁充填材で満たされる必要があるビアのまわりで地域を示すために、反パッドを使うことは、最高です. IPC - 2221標準に準拠するために、ビア・ハンダ・マスクのサイズを調節するようにしてください.
DFM is not much different from standard PCB in other aspects of 金属コアPCB設計, CADツールはこれらを設計するために使用されません 回路基板. パワー電子機器のフロントエンドはいくつかの小さな規則に従う必要がある, especially IPC-2221 (creep and release rules), 他の防衛及び航空宇宙規格