在过去的几年中，基于LED的产品已经变得越来越流行，因此也有金属芯印刷电路板 。 与消费者一样，汽车和照明行业都接受了这项技术，因为基于LED的灯可以比同类白炽灯更便宜5倍。 即使紧凑型荧光灯的操作成本也稍高，在有效利用空间时，它们无法与最小的LED相抗衡。

由于这些以及其他因素，越来越多的设备现在将LED作为主要设计特征。 然而，LED产品的一个方面必须始终在产品设计中考虑：热量。

金属芯印刷电路板的优点

在很多方面，LED就像安装在电路板上的任何其他组件一样。 如果只有几个LED出现，例如绿色和红色指示灯用于开机关机，那么在布置PCB时就没什么异常。 但是，有照明解决方案可以将LED或长阵列的LED长时间保持开启状态。

保持这些设备冷却，使其不会过早失效或造成安全隐患，可能成为一个主要问题。 高效冷却也需要保证光输出保持一致。 将您的PCB从标准FR4类型更改为金属核心PCB（MCPCB）（例如铝PCB ）是值得考虑的选项。

金属芯PCB的一些优点是，它使用专门配制的特殊衬底材料来提高在高于正常温度下运行的设计的可靠性。 衬底不是严格用作各种元件的安装表面，而是将热运行元件的位置热量主动吸收到电路板的相对层，从而可以高效安全地散热。

MCPCB已被证明是如何冷却使用大量LED的PCB的绝佳解决方案。 了解标准环氧玻璃板和MCPCB之间存在差异是很重要的。

MCPCB与标准环氧玻璃板有什么不同？

在标准PCB和MCPCB之间理解的一个重要区别是材料如何协同工作以产生期望的结果。 在一个典型的LED MCPCB中，有一个铜箔单层电路层，它与一层导热介质材料粘合在一起，导电介质材料本身粘合到较厚的金属层 - 通常是铝5052，铝6061或铜C1100。

典型的LED型MCPCB截面

电介质材料的热导率以瓦特/米，开尔文（W / mK）来衡量。2.0W的评级是相当常见的; 这种材料大约是FRx导热的6x-7x。 最佳做法是尽可能保持介电层尽可能薄。 这样做会形成从热源到金属背板的最短路径，其比导电材料导热多倍。 无论如何，大多数材料的厚度范围非常有限，通常介于.003“和.006”之间。 您将不会有那么多机会指定更厚的材料，从而降低材料在执行其热传递功能时的有效性。

底部使用的金属背板是结构中最厚的元件。 它有几种不同的厚度，但最好使用三种最常见的（1.0mm，1.5mm和3.2mm）中的一种，因为它们是最容易购买的，没有延迟。 金属层增加了刚性，使电路保持平坦，并增加了足够的厚度，以便MCPCB可以使用与任何其他标准厚度电路板相同的安装硬件。 电路板的金属板一侧没有任何表面光洁度或阻焊层。

金属核心PCB表面安装的组件

纳入MCPCB设计的一个关键因素是不使用任何镀通孔，而只使用表面安装的组件。 其原因是层结构的底部是厚金属片，所以镀通孔（或带有导电元件引线插入其中的非镀孔）会导致短路。

大多数构建在多层（2 +）FR4基板上的LED PCB必须使用每个组件下面的紧密间隔的镀通孔图案来传输热量。 如果焊料没有填充，焊料会在组装过程中通过这些过孔迁移，导致焊点不完美。

对于MCPCB，过孔的工作由材料本身完成。 整个底部由金属组成，具有更高效的导热性，因此冷却得到加强，过孔不需要进行散热。 结果是大多数MCPCB需要最少的钻孔 - 通常只有几个大的安装孔。

通过消除通孔钻孔和堆叠多个面板同时钻大孔的能力，制造商可以快速移动您的电路板，通过在PCB设施内经常进行的瓶颈操作。 然后，在短暂的钻孔循环后，您的1层MCPCB绕过PTH处理所需的无电铜沉积（或石墨）孔壁准备步骤，并直接进行电路成像。 从那时起，您的MCPCB将遵循任何标准FR4设计所遵循的或多或少的相同工艺步骤。

MCPCB制造商考虑事项

MCPCB制造有一些处理方面的考虑因素，但只要你了解材料的工作方式，并将设计保持为单层SMT型，那么设计你的电路板就不应该与设计任何其他单芯片电路板有很大不同，多层PCB。 如果您发现无法将您的设计路由到单层，请注意，其他MCPCB配置也是可能的，尽管它们不属于本文的范围。 这些包括：

• 2层PTH板，里面有铝（这需要昂贵的预钻/填充绝缘/重新钻孔步骤以形成不会短路的镀通孔）。

• 根据标准PCB工艺制造的2层或更多层板，但使用热介电材料代替FR4，并将金属背板层压到底部进行热传递。

当设计优先考虑多个LED的冷却时，MCPCB可能是一个出色的解决方案。 它们在各种照明应用中变得越来越普遍 - 用于家庭，工作场所和车辆。 尽管它们受到一定的设计限制，但制造工艺与大多数其他PCB不同，并且在某种程度上更简单。

FR4 PCB与MCPCB比较

• 导电性 ：FR4具有低导热性，通常约0.3W，而MCPCB具有更高的导热性，范围从1.0W-4.0W，最常见的是约2.0W。 
  
  

• 镀通孔 ：FR4 PCB通常使用镀通孔。 如果需要，可以使用通孔组件。 在MCPCB中，镀层通孔不适用于单层PCB。 所有组件都是表面安装的。 

• 散热 ：FR4 PCB中的散热通常包括用于传热的过孔。 更长的钻井周期增加了许多工艺。 MCPCB材料提供它们自己的散热。 通过钻孔，沉积和电镀工艺被淘汰。 

• 阻焊层 ：FR4 PCB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。MCPCB防焊罩几乎全部用于LED电路板。 只适用于顶部。 

• 厚度 ：FR4 PCB有各种材料组合和层数可供选择的各种厚度 。 MCPCB厚度变化受可用背板厚度和电介质板厚度的限制。 

• 深圳市铭华航电SMT贴片：加工过程 ：FR4 PCB使用标准加工方法（钻孔，布线， V型刻痕 ，埋头孔，沉头孔），而MCPCB使用与FR4相同的加工 ，但v-score必须使用金刚石涂层锯片切割金属。