IDEEN & LÖSUNGEN
Leiterplatten aus Metall
Elektrisch isolierte Metallsubstrate bieten eine kostengünstige Alternative zu Keramikplatinen. Metallsubstratschaltkreise bestehen aus einer Metallgrundplatte, auf der eine Kupferleiterschicht mit einem wärmeleitenden Epoxiddielektrikum befestigt ist (siehe Bild unten, 2).
Als Substrate eignen sich neben Aluminium auch Metallsubstrate wie Kupfer, kupferkaschiertes Invar und kupferkaschiertes Molybdän (1). Für das Grundmetall wird normalerweise eine Aluminiumlegierung aufgrund ihrer hervorragenden Wärmeableitungsfähigkeit (siehe Tabelle unten), ihrer mechanischen Integrität, ihrer geringen Kosten und ihrer leichten Konstruktion gewählt.
Als Substrate eignen sich neben Aluminium auch Metallsubstrate wie Kupfer, kupferkaschiertes Invar und kupferkaschiertes Molybdän (1). Für das Grundmetall wird normalerweise eine Aluminiumlegierung aufgrund ihrer hervorragenden Wärmeableitungsfähigkeit (siehe Tabelle unten), ihrer mechanischen Integrität, ihrer geringen Kosten und ihrer leichten Konstruktion gewählt.
Wärmeleitfähigkeit und Wärmeausdehnung verschiedener PCB-Metallgrundplatten (2)
| METAL/ALLOY | THERMAL CONDUCTIVITY (W/m-K) | COEFFICIENT OF THERMAL EXPANSION (ppm/K) |
| Copper | 400 | 17 |
| Aluminum | 150 | 25 |
| 304 Stainless Steel | 16 | 16.3 |
| Cold Rolled Steel | 50 | 12.5 |
| Iron | 80 | 11.8 |
| CIC Copper - Invar - Copper | 20 | 5.2 |
| CMC Copper - Molly - Copper | 200 | 6.5 |
| 20% ALSIC/Aluminum | 175 | 15 |
Designüberlegungen bei der Auswahl der Grundmetallschicht
- Wärmeausdehnungskoeffizient und Wärmeausbreitung
- Wärmeausdehnungskoeffizient und Lötstellen
- Stärke, Steifigkeit und Gewicht
- Elektrische Verbindungen zu/durch die Basisschicht
- Oberflächenveredlung
- Kosten
Verweise
- 1. Multilayer circuitry on metal substrates. Goran Matijasevic, Ormet Corporation, Carlsbad, CA.
- 2.Thermal Substrates: base. The Bergquist Company. http://www.bergquistcompany.com/thermal_substrates/
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