Плати на металевій основі застосовуються для виробів, в яких необхідно розсіювати велику теплову потужність. Найбільш популярним напрямком є ??плати з потужними SMD світлодіодами.
Зовні друкована плата на металевій основі являє собою звичайну друковану плату, з одного боку якої розташовується металева (алюмінієва або мідна) пластина. Металева пластина з’єднується з друкованою платою за допомогою ізолюючої прокладки (препреги) з хорошою теплопровідністю.
Таким чином, загальними обмеженнями для таких плат є:
– Монтаж тільки односторонній
– Монтаж вивідних компонентів неможливий, адже немає наскрізних (через плату і пластину) металізованих отворів.
Плати можуть бути односторонніми і багатошаровими:
Односторонні.
В світі випускається ряд матеріалів, що складаються з металевої пластини, шару діелектрика і мідної фольги. В іншому відмінностей від звичайної одношарової плати практично немає.
Багатошарові (від 2-х і вище).
Конструктивно являють собою «сендвіч» з металевої пластини, теплопровідної препреги і звичайної друкованої плати. В даний час наші можливості дозволяють робити ДП на металевій основі з числом шарів не більше 4-х.
Друковані плати з металевою основою: властивості та технології
Тепловідвідні друковані плати з металевою основою або вже досить давно з екзотичного продукту перетворилися на масове, промислове рішення. Вони міцно зайняли свою нішу, яка в останні роки стрімко розширюється, зокрема, у зв’язку з розвитком світлодіодної освітлювальної техніки. Багато компаній розробляють і виробляють матеріали для таких плат.
З ростом ступеня інтеграції елементної бази та щільності розміщення компонентів на друкованих платах (ДП) все більшого значення набуває врахування теплових процесів. Проблему тепловідведення вирішують різними методами. Один з основних застосування плат з теплопровідною основою. Для ефективного відводу тепла основа плати повинна мати низький термічний опір. Він визначається як R = d / (? · S), де ? – питома теплопровідність матеріалу, d – його товщина (довжина теплопровідної ділянки), S – площа перерізу теплопровідної ділянки. Найбільш високою теплопровідністю володіють металеві підкладки на основі керамічних матеріалів. Але останні, в силу відомих причин (вартість, механічна міцність, неможливість отримання плат великого розміру, складність обробки і т.п.), використовуються тільки для спеціальних завдань. Тому ось уже багато років у всьому світі розширюється застосування друкованих плат з металевою основою.
Такі плати вже досить широко використовуються в світлодіодних пристроях, в різних перетворювачах струму, приводах електродвигунів, блоках живлення, в зварювальній техніці і т.п. У зарубіжній літературі для теплопровідних плат з металевою основою використовується кілька термінів: IMST (Insulated Metal Substrate Technology), MCS (Metal Core Substrate), Hitt Plate і IMS (Insulated Metal Substrate). Конструктивно матеріал для ДП з металевою основою складається з металевої основи, діелектрика і фольги. Товщина фольги коливається від 35 до 350 мкм, діелектрика – від 50 до 150 мкм, металева основа становить від 0,5 до 3,2 мм. Найбільш вживаним, зокрема – для світлодіодної техніки є металева основа товщиною 1-1,5 мм, діелектрик товщиною 100 мкм, мідна фольга товщиною 35 мкм.