メタルコア基板 (IMS):LEDの"熱保存"

内容

• 重要な教訓
• LED の効率的な熱分散の重要な必要性
• メタルコア基板 (IMS) とは?
• IMSの技術特性と熱伝達メカニズム
• IMS と 伝統的な PCB:比較分析
• LED と パワー モジュールにおける IMS の実用的な応用
• 業界における主要メーカーと採用
• 課題と将来の発展
• FAQ

重要な教訓

1メタルコア基板 (IMS) は高電力LEDアプリケーションにとって不可欠であり,従来のFR4PCBと比較して 5~10倍高い熱分散効率を提供します.
2アルミニウムと銅をベースにした IMS は最も一般的なタイプで,熱を効果的に転送するためにセラミックフィラーを装着した隔熱層を利用します.
3.IMSは,LEDヘッドライトや電気自動車の充電電源モジュールなどのアプリケーションにおいて重要な役割を果たし,部品の信頼性と長寿を保証します.

LED の効率的な熱分散の重要な必要性

現代 の 照明 や パワー エレクトロニクス の 分野 で は,Light - Emitting Diodes (LED) は エネルギー 効率 と 長寿 に よっ て 業界 に 革命 を もたらし て き まし た.自動車ヘッドライトや産業用照明などのアプリケーションで より高い出力を出す方向にLED技術が進歩するにつれて熱管理は重要な課題になります.過度の熱はLEDの性能を大幅に低下させ,照明効率を低下させ,使用寿命を短縮します.同様に,LEDの熱管理は,LEDの使用寿命を短縮します.電気自動車 (EV) の充電電源モジュールなどの高電力電子装置部品の故障を防止し,安全な操作を確保するために,効率的な熱消耗が不可欠です.ここでは金属コア基板 (IMS) が究極の"熱救助"として介入します.

メタルコア基板 (IMS) とは?

メタルコア基板は,熱散を高めるために設計された特殊な印刷回路板材料である. 2つの主要なタイプはアルミベースのIMSと銅ベースのIMSである.この基質は3つの主要層で構成されています:金属ベース (アルミニウムまたは銅),隔熱層,回路痕跡のための上層銅層.金属ベースは散熱器として機能し,隔熱層はよくセラミック材料で満たされていますこのユニークな構造は,熱を生成する部品から効率的な熱伝達を可能にします.LEDや電源半導体など周囲の環境に

IMSの技術特性と熱伝達メカニズム

材料の組成
1基礎金属: アルミニウムは熱伝導性が良好 (約200〜240 W/m·K),軽量,コスト効率が良いため,最も一般的に使用される金属です.さらに高い熱伝導性 (400 W/m·K)高い熱負荷を伴う用途に適している.しかし,より高価で重い.
2隔熱層: 隔熱層は,通常,アルミ酸化物やアルミナイトリドなどの陶磁粒子で満たされたポリマーマトリックスで作られています.これらの陶器製の填料は,電熱隔離特性を維持しながら,隔熱層の熱伝導性を向上させる..

熱伝達プロセス

IMS に 搭載 さ れ た 部品 に よっ て 熱 が 発生 する と,まず 熱 は 上部 の 銅 層 を 通し て 隔熱 層 に 届く.陶器 で 満たさ れ た 隔熱 層 は 熱 を 金属 の 基底 に 移し て くれる最後に,金属ベースは,熱をコンベクションと放射線によって周囲空気に散布します.この多層の熱伝達メカニズムは,部品から熱が迅速に除去されることを保証します作業温度を安全な範囲内にとどめる.

IMS と 従来の PCB:比較分析

LED と パワー モジュールにおける IMS の実用的な応用

LEDヘッドライト
自動車のLEDヘッドライトでは IMS は高電力LED配列によって発生する熱を管理するために広く使用されています 例えば現代の高級車ではLEDヘッドライトは,恒常的な明るさを維持し,早速故障を防ぐために効率的な熱消耗を必要とします.アルミニウムベースの IMS は,LED が過熱せずに長時間連続して動作できるようにする効果的な解決策を提供します.

電気自動車の充電電源モジュール
電気自動車の充電ステーション 特に高電力の充電機は IMS に頼っていますテスラ の 搭載 充電 器 (OBC) の 電力 モジュール は,充電 過程 で 生じる 熱 を 散らす ため に IMS を 利用 し ますIMS の高熱伝導性は,IGBT (隔離ゲート双極トランジスタ) などの電源半導体の信頼性を維持するのに役立ちます.電気自動車の充電器の効率的な電源変換に不可欠です..

業界における主要メーカーと採用

高品質の IMS を製造する最前線にいるメーカーが数つありますShengyi Technologyは,様々なアプリケーション要件を満たすために異なる仕様を持つ IMS製品の範囲を提供していますエネルギー効率の良い照明と高電力電子機器の需要が増加し続けているため,業界全体で IMS の採用は急速に増加しています.

課題と将来の発展
1費用:従来のPCBと比較して IMS の比較的高いコストは,特にコストに敏感なアプリケーションでは,課題であり続けています.生産量が増加し 製造プロセスが改善されるにつれて費用は減少すると予想される.
2設計の複雑さ: IMS を使った設計では,熱管理と電気隔離を慎重に考慮する必要があります.エンジニア は,最大 の 熱 の 散乱 を 確保 し,電気 の 干渉 を 防止 する ため,設計 を 最適 に する 必要 が あり ます..
3. 将来の傾向:さらに高い熱伝導性とより優れた電気隔熱特性を持つIMSの開発の研究が進行中です.IMSを他の先進的な冷却技術と統合する液体冷却など,熱散の能力をさらに向上させることができる.

FAQ
なぜIMSはLEDアプリケーションで従来のPCBよりも優れているのか?
IMS は,高電力のLED に必要不可欠な,かなり高い熱消耗効率を提供します.従来のPCB は,高電力のLED によって生成される熱を効果的に除去することはできません.性能低下と寿命短縮につながる..
IMS は低電力を消費するアプリケーションで使用できますか?
IMS は 主に 高電力 用途 に 設計 さ れ て い ます が,より 良い 熱 管理 が 求め られ て いる 低 電力 用途 に も 用い られ ます.低電力のシナリオではコスト効率が考慮すべき要因かもしれません..
アルミニウムと銅のIMSの選択は,アプリケーションにどのように依存するのでしょうか?
アルミニウム IMS は,熱伝導性が良く,軽量で,コスト効率が良いため,ほとんどの一般的な高電力用途に適しています.銅型IMSは,非常に高い熱負荷を持つアプリケーションに好ましい高級サーバーの電源や航空宇宙の電子機器などで 優れた熱伝導性が重要な違いを生むことができます

メタルコア基板 (IMS) は 高性能LEDとパワー電子機器の世界では 不可欠であることが証明されています効率 的 に 熱 を 散らす 能力 に よっ て,信頼 できる 性能 や 部品 の 長寿 が 極めて 重要 な 用途 に 用い られる "熱 を 節約 する"装置 に なり ますテクノロジーの進化が続くにつれて,IMSは照明と電力管理におけるイノベーションを推進する上でさらに重要な役割を果たすでしょう.