IMS PCB
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金属絶縁基板:熱に非常に敏感なプロジェクトに最適な選択

IMS」とは「Insulated Metal Substrate」の略で、絶縁層と金属ベースを組み合わせたものである。絶縁層はセラミックやポリイミドなどの材料で作ることができ、金属ベースは一般的にアルミニウムや銅で構成されます。この組み合わせは、回路の絶縁要件を満たすだけでなく、熱管理能力も向上させる。金属層が一体化されているため、次のようにも知られている。 エムシーピーシービー.それに比べ、IMS PCBの熱伝導率は従来の8~12倍です。 FR-4 PCB.この利点により、高温または高出力の動作環境に非常に適している。

トップIMSプリント基板メーカー

FSテクノロジーはPCBとPCBA業界で20年の歴史があります。豊富な経験と過去の豊富な事例により、お客様の根本的なニーズに対する貴重な洞察を蓄積してきました。継続的なサービスと経験を通じて、お客様のニーズを明確に理解し、完璧なIMS PCBを生産するためにプロセスの最適化に取り組んでいます。

IMS PCBを求めるクライアントの多くは、プロジェクトのために改善された放熱ソリューションを緊急に探しています。多くのプロジェクトは、LED、産業用、車載用エレクトロニクスに関連しています。これらは明らかにFS Technologyのサービス領域です。車載用途では、業界で要求されるIATF16949:2016規格を提供しています。産業分野では、産業機器用制御基板の製造を得意としています。

FSテクノロジーのサービスを利用すれば、制作作業を完了させるだけでなく、プロジェクトを加速させ、素晴らしい体験を保証する追加オプションを利用することができます。

IMS PCBを使用する理由

IMS PCBの利点は、主に熱管理に焦点を当て、様々なハイパワーアプリケーションに優れています。しかし、そのコストは従来のPCBより若干高い。では、高いコストを払う価値があるのか、それとも本当に必要なのか。

IMS PCBの利点

熱管理

電子機器の動作中、必要な電流を供給するための電圧印加は不可欠である。しかし、このプロセスは回路内にかなりの熱を発生させます。エネルギー保存の法則によれば、エネルギーはある形から別の形に変化し、単純に消滅することはありません。電子回路では、発生する熱は一般的に廃熱に分類され、エネルギー損失となる。この廃熱は、回路内の電流の流れやパワー・コンポーネントの動作などに起因することがあります。いずれにせよ、エネルギー散逸を意味し、総エネルギー消費量の最大75%を占めることもある。エネルギー損失とは別に、熱の蓄積は、効果的に放散されなければ、回路の性能に直接影響し、部品の損傷につながることさえある。この問題が徐々に悪化すると、電子機器の安全性やブランド評価にも悪影響を及ぼしかねません。このような問題に直面した場合、IMS PCBはより効果的なソリューションです。

IMS PCBは、その内部絶縁層で有名であり、熱抵抗を大幅に低減し、熱がPCBの異なる層間で自由に移動し、最終的に周囲の環境に放散することができます。一般的に、IMS PCBの熱伝導率は0.8~3W/℃kです。次の図は、FR4と絶縁金属基板の熱性能を比較したものです。

FR-4 PCBの熱プロファイル
IMS PCBの放熱レベル

電磁シールド

電子機器は日常生活で頻繁に使用されるが、異なる電子機器が近接すると電磁波が発生し、機器間の相互干渉につながることがある。これに対処するため、電子機器メーカーや設計エンジニアは、電磁波シールドを実現するために導電性材料を採用することが多い。もう一つの効果的な方法は、IMS PCBを使用することです。IMS PCBは、導電性金属をベースにした構造になっています。これにより、電磁放射が外部に放射されるのを効果的に防ぐことができるため、他の機器や周囲の環境と干渉する可能性が低くなります。

高い信頼性

従来の基板材料と比較して、絶縁金属基板は高い信頼性を示している。この信頼性は、機械的強度、物理的衝撃に対する耐性、耐火性など、さまざまな面で明らかです。これは、IMS PCBが金属材料を組み込んでいるため、より多くの外圧や衝撃に耐えることができることからも理解できます。耐火性に関しては、FR4材料は自己消火性を持っており、比較的優れた耐火材料ですが、絶縁金属基板と比較すると、まだ若干不足しています。金属特有の特性により、熱や発火源の影響を受けにくい。

しかし、軽量設計を優先するアプリケーションでは、IMS PCBは比較的重くなる傾向があるため、最適な選択ではないかもしれません。そのような場合、アプリケーションの特定の要件を満たすために、他の材料や設計オプションを考慮し、トレードオフが必要になることがあります。

IMS PCBの応用

他の条件が同じであれば、メタル基板は高価格になることが多い。しかし、ハイパワーアプリケーションを扱う場合、メタル基板の放熱能力を活用せざるを得ません。IMS PCBは妥協の産物であり、コストを削減しながら放熱要件を満たします。では、どのような用途に適しているのでしょうか。 プリント基板の種類?

まず、照明、特に高出力LEDスポットライトの分野では、これらの用途における放熱という課題に直面している。最も一般的な解決策は、アルミニウムベースの基板を使用することである。しかし アルミニウムPCB 放熱性と信頼性に優れているが、高価で加工が難しい。例えば FSテクノロジー は4層アルミPCBしか製造できません。IMS PCBは優れた代替品として、価格と製造難易度というアルミPCBの欠点に対処する一方、良好な熱伝導性を提供し、回路の放熱性能を向上させます。

IMS PCBはまた、パワーステアリング、エンジン制御回路、ヘッドライトなどの様々なコンポーネントに適用される自動車エレクトロニクスに優れています。車載エレクトロニクスでは、回路基板は、走行中の振動や物理的衝撃、狭い車内空間での熱蓄積、さまざまな化学溶液による脅威など、より過酷な環境に直面する必要があります。このような複合的な脅威に対処するには、この汎用性の高い素材が適しています。

車載エレクトロニクスだけでなく、産業や電力などの分野のエレクトロニクス・アプリケーションも、さまざまな環境問題にさらされています。IMS PCBをメイン制御基板として使用することで、デバイス動作中の脅威から重要なコンポーネントを保護することができます。

さらに、ソリッドステートリレーや大型コンピュータなど、IMS PCBに適したアプリケーションも増えている。これらのデバイスには、回路や部品のレイアウトが密集しているという共通の特徴があります。デバイスの動作中、熱を外部環境に効果的に放散することは困難であり、IMS PCBはこのプロセスを促進することができます。

IMS PCB熱管理プロセス

これまでの内容からお分かりのように、IMS PCBの主な焦点は熱管理です。では、このプロセスをどのように実行するのか、言い換えれば、効果的な熱管理の達成をどのように支援するのか。この点を掘り下げてみましょう!

回路基板の熱管理に関しては、熱抵抗は極めて重要な要素である。熱抵抗は、その材料が高温でどれだけ熱を伝えやすいかを反映するため、熱抵抗が低いほど熱および放熱能力が高いことを意味する。

一般的なエポキシ樹脂と比較して、金属材料は著しく低い熱抵抗を示し、IMS PCBを優れた熱管理ソリューションにします。IMS PCBの金属ベースは回路基板をより強固にサポートし、誘電体層は放熱機能と誘電強度の両方を備えています。これにより、PCB設計者はよりコンパクトなPCBを作成することができます。コンパクトで高密度なPCBは発熱が大きくなりがちですが、IMS PCBのメタルベースは熱をより効果的に放散させるため、基板の放熱性能が向上し、寿命が延びます。

IMS PCBでは、熱制御用の金属層としてアルミニウムまたは銅が一般的に選択され、その厚さは約1.6mmまたは1.0mmです。アルミニウムの方が費用対効果が高い場合が多いですが、実際の選択は設計要件によります。しかし、高温環境では、設計者は基板の放熱能力を高めるために放熱穴の使用を検討することがあることは注目に値する。とはいえ、IMS PCBの放熱孔は導電性金属を貫通させる必要があるため、一般に効率が低く、熱絶縁の懸念が生じる可能性がある。したがって、このような場合、金属ベース自体の熱伝導率がすでにかなり顕著であるため、放熱孔を過度に使用することは推奨されません。

FSテクノロジーはIMSプリント基板供給のプレミアパートナーです。私達は顕著な PCB製造能力 様々なPCBプロジェクトの要件を満たすことができます。FSテクノロジーへの理解を深めたい方は、お気軽に直接お問い合わせください。当社のカスタマーサービスチームは24時間体制で、どのようなご質問にもお答えいたします。自動化されたデジタル工場にご興味のある方は、ぜひ一度ご来社ください!

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