両面IMS PCB：LED、自動車、パワーエレクトロニクスにおける用途、利点、および応用

双面隔熱金属基板 (IMS) のPCBは,優れた熱管理と設計柔軟性を組み合わせて,高性能電子機器のゲームチェンジャーとして登場しました.伝統的なFR-4PCBとは異なり,,繊維ガラスコアに依存するこれらの特殊なボードには,導電性銅層と隔熱介電体の間に金属基板 (アルミ,銅,合金) が置かれています.この構造は高明度のLEDのような装置にとって極めて重要な高効率な熱消耗を可能にします部品を両側に配置し,コンパクトで高密度の設計が可能になります.

このガイドでは,双面型IMSPCBのユニークな特性について調べ,他のPCBタイプと比較し,主要な用途を強調します.LT CIRCUITのような製造者が この技術で先導している理由を説明します. 100WのLED灯具や電動車 (EV) のバッテリー管理システムを設計しているかどうかにかかわらず,双面のIMSPCBを理解することで,性能,信頼性,長寿を最適化することができます..

主要 な 教訓
1熱優位性:双面型IMSPCBは熱伝導性を最大8W/m·K (介電層) と400W/m·K (銅基板) まで提供し,熱消耗においてFR-4 (0.2W/m·K) を上回る.
2設計の柔軟性:両側に部品を配置することで,単面型IMSPCBと比較して板のサイズが30~50%削減され,自動車センサーのようなスペース制限のあるアプリケーションに最適です.
3耐久性:金属コアは振動 (20G+) や温度変動 (-40°C~125°C) に耐性があり,厳しい環境に適しています.
4環境に優しい:リサイクル可能な金属基板と鉛のない材料は,世界的な持続可能性規制 (RoHS,REACH) に準拠しています.
5応用:LED照明,自動車電子機器,電源変換機,再生可能エネルギーシステムで優れています.

双面型 IMS PCB は 何 です か
双面型IMSPCB (絶縁金属基板PCB) は,熱管理と空間効率という2つの重要な課題に対処するために設計された先進的な回路板です.構造は伝統的なPCBと根本的に異なります3つの主要層が並行して機能します

中核構造

その 働き方
コンポーネント (LED,電源MOSFETなど) によって生成される熱は銅層を通って電解体へ伝わり,金属基板に効率的に転送される.表面に熱を散布するこのプロセスは,FR-4PCBよりも部品の温度を20~30°C低くし,使用期間を延長し,熱障害を防止します.

他の PCB と の 重要な 違い
a.vs. 伝統的なFR-4: IMS PCBは金属コアでガラスの繊維を置き換えて,熱伝導性を5×20倍に高めます.
b.vs. 単面IMS: 双面設計では,両面に部品を配置し,足跡を削減し,より複雑な回路を可能にします.
c.vs. セラミックPCB: IMSPCBはセラミックPCBよりも重量とコストが70%低く,ほとんどの用途で同等の熱性能を提供します.

双面型 IMS PCB の 利点
双面型IMSPCBのユニークな構造は,高性能電子機器で欠かせない利点をもたらします.

1優れた熱管理
a.効率的な熱分散:金属基板と電解層は,繊細な部品から熱を移動するために一緒に働きます.双面のIMSPCBの100WLEDモジュールで,65°Cで動作するFR-4 PCBの 95°Cと比べると LEDの寿命が3万から5万時間まで延長されます
b.ホットスポットの減少:金属コアは熱を均等に分散させ,EVインバーターなどの電力密度の高い設計では局所的な過熱を防ぐ.

2空間節約設計
a.双面構成要素配置:両側に構成要素を設置すると,ボード面積が30~50%減少します.例えば,5Gベースステーションの電源モジュールでは,単面設計と比較して同じ容量で2倍以上のコンポーネントに収まる.
b. スリムなプロファイル:多くのアプリケーションで外部熱吸収器の必要性をなくし,デバイス全体の厚さを20%~40%削減します.

3耐久性が向上する
a. 振動耐性:金属コアは20G振動 (MIL-STD-883Hごとに) に耐性があり,自動車および産業環境ではFR-4 (10G) を上回る.
b.温度安定性: -40°Cから125°Cまで,信頼性のある動作で,機蓋の下の自動車システムと屋外LED装置に適しています.
c. 機械的強度: 曲がりくねりに耐性があり,オフロード車両センサーのような頑丈なアプリケーションには重要です.

4環境とコスト上の利点
a.持続可能性: アルミと銅の基板は100%リサイクル可能で,グリーン製造イニシアチブと一致しています.
b.総コスト削減: LEDと電源設計で外部の消熱装置を排除し,BOMコストを15~20%削減します.

双面型IMSと他のPCBタイプ

主要な洞察: 双面型 IMS PCB は,ほとんどの高電力アプリケーションで熱性能,コスト,柔軟性の最適なバランスをとります.熱管理において FR-4 を上回り,空間効率において単面型 IMS を上回る.

双面型 IMS PCB の 応用
双面型IMSPCBは,熱と空間が重要な制約である産業で変革的です.
1LED照明
a.高明度のLED: ストリートライト,スタジアム灯具,園芸用ランプは,50~200Wの電源レベルを管理するために双面型IMSPCBを使用します.金属コアはLEDジャンクションの過熱を防止します.輝きと色の一貫性を維持する.
b.自動車照明:ヘッドライトとテールライトは,複合回路 (ドライバー,センサー) を細いハウスに設置し,ホップの下の温度に耐えるため,両面の部品配置が有利です.

2自動車電子機器
a.EV電源モジュール:インバーターおよび電池管理システム (BMS) は,銅コアIMSPCBを使用して200~500A電流を処理し,高速充電中にMOSFETとコンデンサを冷却します.
b.ADASセンサー:レーダーおよびリダールモジュールは,金属コアの振動抵抗に依存し,不安定な条件で校正を維持する.
c. インフォテインメントシステム: コンパクトな設計では,より多くのコンポーネント (プロセッサ,アンプ) が狭いダッシュボードに収められ,高電力スピーカーからの熱を散布する.

3パワー電子
a.産業用インバーター:直流器とトランスフォーマーからの熱を管理するために双面のIMSを使用して,100~1000WのシステムでACをDCに変換する.
b.太陽光マイクロインバーター:太陽光パネルに搭載され,これは,効率的にDCをACに変換しながら,屋外温度に耐えるためにアルミコアIMSPCBを使用します.
c.断絶しない電源 (UPS): 長期間の動作中に熱安定性のある信頼性の高いバックアップ電源を保証する.

4. 再生可能エネルギー
a.風力タービンの制御:温度変動や振動が耐久性のある耐熱PCBを必要とするナセルのピッチとイアシステムを管理する.
(b) エネルギー貯蔵システム (ESS): 10~100kWhのシステムで電池セルをバランスさせ,IMSPCBを使用して熱の脱出を防止する.

LT CIRCUITs 双面型 IMS PCB ソリューション
LT CIRCUITは,高性能の双面型IMSPCBの製造に特化した企業で,要求の高いアプリケーションに合わせた機能を持っています.

製造専門知識
a.材料オプション: アルミニウム (標準),銅 (高性能),合金 (高強度) の基板,アプリケーションのニーズに適合する.
b.カスタマイズ: 1 オンズ3 銅層,介電厚さ (50 オンズ200μm),および表面仕上げ (ENIG,HASL) 耐腐蝕性.
c.先端機能: 層間の熱伝達を強化するための熱経路 (0.3~0.5mm); 細角部材 (0.4mm BGA) のHDI機能.

品質 と 認定
a.ISO 9001:2015: 生産プロセスと品質管理の一貫性を確保する.
(b.IATF 16949: 自動車産業の信頼性および追跡性に関する基準の遵守.
c.RoHS/REACH: 環境に優しい設計のための鉛やハロゲンのない材料

技術 的 な 進歩
LT CIRCUITは IMS PCB の性能を向上させるために 最先端のイノベーションを統合しています

a.高熱性電解:高熱性アプリケーション用で8W/m·Kの伝導性を持つ陶器で満たされたエポキシス.
AI駆動設計: 熱シミュレーションツールは,ホットスポットを最小限にするために部品の配置を最適化します.
持続可能な製造:リサイクル可能なアルミコアと水性溶接マスクは 環境への影響を軽減します

よくある質問
Q: LED照明にはなぜ双面型 IMS PCB が良いのでしょうか?
FR-4よりも5倍早く熱を散布し LEDを20~30°C冷却し 高明度の灯具で寿命を50%以上延長します

Q: 双面型 IMS PCB は高電圧に対応できますか?
答:はい 介電層は2kVまで電気を隔離し 電源変換機や電動系に適しています

Q:FR-4と比べると,双面型IMSPCBのコストはどれくらいですか?
A: 初期費用は2倍3倍ですが 外部ヒートシンクを取り除いて故障率を下げることで システム全体のコストを削減します

Q: 双面型IMSPCBの最大動作温度は?
A: アルミニウムコアでは,最高125°Cで信頼性があり,銅コアの設計では,工業用では150°Cで動作します.

Q: 両面のIMS PCBはリサイクル可能ですか?
A: そうです アルミニウムと銅の基板は100%リサイクル可能で,自動車産業と再生可能エネルギー産業の持続可能性目標に合致しています

結論
双面型 IMS PCBは高性能電子機器を 再定義しています 熱効率,スペース節約,耐久性の ユニークな組み合わせを提供します双面設計によりLED照明では不可欠です性能と信頼性が交渉不可である場合

FR-4よりも初期費用が高くても,長期的利益は部品の寿命が延長され,BOMコストが削減され,信頼性が向上し,コスト効率の良い選択となります.LT CIRCUITのようなメーカーと提携して50WのLED灯具から500AのEVインバーターまで,アプリケーションの特定の要求に応えるためにカスタム化されたIMSソリューションを活用できます.

産業がより高い電源密度や 形状の要素を小さくすることを 推進するにつれて 双面型 IMS PCB は革新の礎となり 次の世代に効率的で信頼性の高い電子機器を 実現させるでしょう