Der Kapazitäten-Auszug zeigt in dreißig Sekunden, was im Standard läuft und was Aufpreis kostet.
Zu den Kapazitäten →Daten schicken, ein Ingenieur prüft sie gegen Ihren Aufbau — kostenfrei, vor der Anfrage.
Zum Datencheck →Ein Aluminiumkern unter einem dünnen Dielektrikum zieht die Wärme unter dem Bauteil heraus, statt sie im Laminat zu sammeln. Bei Leistungs-LEDs und Schaltstufen ist das der Unterschied zwischen Nennlebensdauer und früher Degradation.
Eine Metallkernplatine — häufig IMS genannt, Insulated Metal Substrate — ist ein einfaches Sandwich: eine Aluminiumplatte, ein dünnes wärmeleitfähiges Dielektrikum und darüber die Kupferlage mit der Schaltung. Die Wärme nimmt den kurzen Weg nach unten durch das Dielektrikum in das Metall statt den langen seitlich durch FR-4.
Über das Design entscheidet das Dielektrikum. Es muss Wärme leiten und elektrisch isolieren, und diese beiden Forderungen ziehen in entgegengesetzte Richtungen. Dünner leitet besser und isoliert schlechter; höher gefüllt leitet besser und ist spröder. Welcher Kompromiss richtig ist, hängt an der Betriebsspannung und daran, wie viel Wärme das Bauteil tatsächlich erzeugt.
Der Wärmewiderstand von der Sperrschicht zum Kern beträgt einen Bruchteil dessen, was ein FR-4-Aufbau schafft. Bei Leistungs-LEDs heißt das gehaltener Lichtstrom über die Lebensdauer.
Der Metallkern macht die Leiterplatte zu ihrem eigenen Kühlkörper und Versteifer. In vielen Leuchten ist sie zugleich die Montageplatte — ein Teil weniger in der Baugruppe.
Einlagige Aluminiumplatinen gehören zu den preiswertesten Konstruktionen im Portfolio. In der LED-Beleuchtung ist meist das der Grund für die Wahl, nicht allein die Thermik.
| Merkmal | Spezifikation |
|---|---|
| Material | Aluminiumkern mit Dielektrikum; FR-4- und Polyimid-Hybride |
| Lagen | 1 – 4 (einlagig ist Standard, mehrlagig auf Anfrage) |
| Enddicke | 0,5 – 2,0 mm |
| Kupfer | 18 – 105 µm (nach Strombelastbarkeit) |
| Dielektrikum | 75 – 150 µm, 1,0 – 3,0 W/m·K |
| Oberfläche | ENIG, OSP, chem. Silber/Zinn, bleifreies HASL |
| Typischer Einsatz | LED-Beleuchtung, Leistungselektronik, Automotive, Industrie, Telekommunikation |
Der übliche Aufbau dieser Linie. Alles darüber hinaus ist in der Regel trotzdem machbar — fragen Sie an, wir bestätigen es.
Das Dielektrikum bestimmt zugleich Wärmeleistung und Isolationsspannung. Wählen Sie es zuerst nach der Betriebsspannung und prüfen Sie dann das Wärmebudget.
| Parameter | Standard | Advanced | Hinweis |
|---|---|---|---|
| Kerndicke | 1,0 / 1,5 mm | 2,0 – 3,0 mm | Dickere Kerne verteilen Wärme weiter seitlich |
| Dielektrikumsdicke | 100 µm | 75 µm | Dünner leitet besser, isoliert weniger |
| Wärmeleitfähigkeit | 1,0 – 2,0 W/mK | 3,0 W/mK | Des Dielektrikums, nicht des Aluminiums |
| Isolationsspannung | 3 kV AC | 4,5 kV AC | Eine Minute, nach IPC-Prüfbedingungen |
| Kupferdicke | 35 / 70 µm | 105 – 200 µm | Dickkupfer auf IMS ist möglich |
| Leiterbahn / Abstand | 150 / 150 µm | 100 / 100 µm | Gröber als FR-4 — das Kupfer ist dicker |
| Lagen | 1 (einseitig) | 2 – 4 | Mehrlagiges IMS kostet erheblich mehr |
| Isolationsabstand | ≥ 0,5 mm | ≥ 0,3 mm | Kupfer zu Fräskante und zu jedem Loch |
Richtwerte zur Vorauswahl. Verbindliche Werte bestätigen wir projektbezogen anhand Ihrer Daten.
Die folgenden Punkte kommen nach der Datenprüfung am häufigsten als Rückfrage zurück. Wer sie vor dem Layout-Freeze klärt, spart eine Schleife.
Das Aluminium ist elektrisch leitfähig. Jedes Loch und jede Fräskante braucht mindestens 0,5 mm Isolationsabstand, sonst schließt die Schaltung gegen den Kern kurz.
Es gibt nur eine Kupferlage, und der Kern blockiert jede Durchkontaktierung. Alles, was eine zweite Seite braucht, wird zum mehrlagigen IMS — und damit zu einer anderen Preisklasse.
Das Dielektrikum leitet die Wärme, aber das Kupfer darüber verteilt sie. Eine großzügige Kupferfläche unter dem Bauteil senkt die Sperrschichttemperatur günstiger als ein besseres Dielektrikum.
Einmal gebogen, bekommt das Dielektrikum Mikrorisse und die Isolationsspannung sinkt, ohne sichtbaren Schaden. Wenn die Baugruppe eine Biegung braucht, formen Sie das Aluminium vor dem Aufbringen der Schaltung.
Aluminium deckt die große Mehrheit der LED- und Leistungsanwendungen ab und kostet weit weniger. Kupfer leitet etwa doppelt so gut und ist den Aufpreis von 60 – 120 % nur wert, wenn das Wärmebudget sonst wirklich nicht schließt.
Nicht zum Kern — der ist Metall. Montagelöcher werden gebohrt und mit Freistellungsring unmetallisiert gelassen. Wenn Sie Durchkontaktierungen brauchen, führt der Weg über einen mehrlagigen IMS-Aufbau mit isolierter Via-Struktur.
Die meisten LED-Anwendungen schließen bei 1 – 2 W/mK komfortabel. 3 W/mK hilft nur, wenn das Dielektrikum bereits der dominierende Term im Wärmepfad ist — oft begrenzen die Kupferfläche oder die Kühlkörperanbindung, nicht das Dielektrikum.
Für LEDs weiße Lötstoppmaske mit chemisch Silber oder ENIG — Reflektivität zählt hier so viel wie Lötbarkeit. HAL ist auf kostengetriebenen Einlagenteilen verbreitet, hinterlässt aber eine unebene Topografie.
Schicken Sie uns Ihre Daten oder eine grobe Skizze. Wir prüfen die Machbarkeit, benennen die Kostentreiber und antworten innerhalb eines Arbeitstages.