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Isolierte Leiterplatten auf Metallsockel

Neue Möglichkeiten mit isoliertem Metallsubstrat

Für höhere Energiemengen oder lokale Wärmelasten, z. B. in modernen Konstruktionen mit Hochleistungs-LEDs, kann die IMS-Technologie eingesetzt werden. Die Abkürzung IMS steht für “Insulated Metal Substrate” (isoliertes Metallsubstrat). Dabei handelt es sich um eine Leiterplatte, die auf einer Metallplatte – üblicherweise Aluminium – aufgebaut ist, auf die ein spezielles Prepreg aufgebracht wird. Dessen Haupteigenschaften sind eine hervorragende Wärmeableitung und eine hohe Durchschlagsfestigkeit gegenüber hohen Spannungen. 

 

Die Vorteile von IMS-Leiterplatten hinsichtlich der Wärmeableitung

Eine IMS-Leiterplatte kann mit einem sehr geringen Wärmewiderstand gefertigt werden. Vergleicht man beispielsweise eine 1,60 mm dicke FR4-Leiterplatte mit einer IMS-Leiterplatte mit 0,15 mm Wärmeleitpaste, so ist der Wärmewiderstand oft mehr als 100-mal so hoch wie bei der FR4-Leiterplatte. Bei herkömmlichen FR4-Produkten ist es sehr schwierig, große Wärmemengen von den Bauteilen abzuleiten.

MerkmalTechnische Spezifikation
Anzahl der Schichten1-4 Schichten
Technologie-HighlightsEffektive Kühlkörperlösungen für thermische Anwendungen. Diese Bauart ermöglicht eine überlegene Wärmeableitung durch die Verwendung eines Aluminium- oder Kupfersubstrats, das mittels thermischer Prepreg- oder Harzsysteme mit der isolierten Schaltung verbunden wird.
MaterialienAluminium- und Kupferplatten, FR-4, PTFE, thermische Dielektrika
Dielektrische Dicke0,05 mm – 0,20 mm
Wärmeleitfähigkeit1-12 W/m/K
ProfilmethodeStanzen, Flüssigkeitskühlung
Kupfergewichte (fertiggestellt)35 μm - 140 μm
Mindestspur und Lücken0,10 mm / 0,10 mm
Metallkerndicke0,40 mm – 3,20 mm
Maximale Abmessungen550 mm x 700 mm
Verfügbare OberflächenausführungenHASL, LF HASL, OSP, ENIG, Immersionszinn, Immersionssilber
Minimaler mechanischer Bohrer0,30 mm
Minimaler Laserbohrer0,10 mm Standard, 0,075 mm vorgerückt

Isolierte Metallsubstrat-Leiterplatten: Thermische Platinen für Hochleistungs- und hochzuverlässige Systeme

Isolierte Metallsubstrat-Leiterplatten – auch IMS-Leiterplatten oder Metallkern-Leiterplatten genannt – werden für Elektronikbauteile entwickelt, bei denen die Wärmedichte die wichtigste konstruktionsbedingte Einschränkung darstellt. Anstelle eines Glasfaserkerns verwenden IMS-Leiterplatten ein isoliertes Metallsubstrat. Metallsubstrat (Aluminium oder Kupfer) gebunden an ein thermisch leitfähiges Dielektrikum, mit Kupferleitern an der Oberseite. Der Metallkern dient als interner Wärmeverteiler, der die Wärme von heißen Bauteilen ableitet und effizient an das Gehäuse oder den Kühlkörper verteilt.

Für Produkte, die laufen müssen kühl, kompakt und stabil über eine lange Lebensdauer, IMS ist oft das direkteste Upgrade vom Standard-FR-4.

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