Strukturierte Komponentendaten · 2026

Metallkernsubstrat

Ein Metallkernsubstrat (MCS) ist eine Leiterplatte (PCB) mit einem Metallkern, in der Regel Aluminium oder Kupfer, der eine überlegene Wärmeleitfähigkeit bietet und eine effiziente Wärmeableitung von Leistungsbauelementen ermöglicht.

Technische Definition und Einsatzkontext
Ein typisches Metallkernsubstrat wird in Herstellung von Computern, elektronischen und optischen Erzeugnissen nach Material, Toleranz, Montage- und Anwendungskompatibilität sowie Ausfallrisiko bewertet.

Ein Metallkernsubstrat (MCS) ist eine Art von Leiterplatte (PCB), die einen Metallkern, typischerweise Aluminium oder Kupfer, als Basismaterial enthält. Diese Metallschicht bietet eine überlegene Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu herkömmlichen FR4-Substraten und ermöglicht eine effiziente Wärmeableitung von Leistungsbauelementen wie LEDs, Leistungstransistoren und Motorsteuerungen. Die Struktur besteht typischerweise aus einer dielektrischen Schicht (z. B. wärmeleitendem Epoxidharz), die zwischen dem Metallkern und der Kupfer-Leiterschicht laminiert ist, wodurch eine elektrische Isolierung gewährleistet und gleichzeitig der Wärmeübergang erleichtert wird. MCS ist entscheidend für Anwendungen, die hohe Zuverlässigkeit und thermische Stabilität erfordern, wie z. B. Automobilelektronik, industrielle Steuerungen und Hochleistungs-LED-Beleuchtungssysteme. Das Funktionsprinzip eines Metallkernsubstrats beruht auf der hohen Wärmeleitfähigkeit seines Metallkerns, um Wärme von wärmeerzeugenden elektronischen Bauelementen abzuleiten. Die von den auf der Kupfer-Leiterschicht montierten Bauelementen erzeugte Wärme leitet durch die dielektrische Schicht in den Metallkern, der sie dann über Konvektion oder über angeschlossene Kühlkörper an die Umgebung abgibt. Dies verhindert Überhitzung, erhält die Leistungsfähigkeit der Bauelemente und verlängert die Lebensdauer durch Reduzierung der thermischen Belastung.

Komponentenspezifikationen

Definition
Ein Metallkernsubstrat (MCS) ist eine Art von Leiterplatte (PCB), die einen Metallkern, typischerweise Aluminium oder Kupfer, als Basismaterial enthält. Diese Metallschicht bietet eine überlegene Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu herkömmlichen FR4-Substraten und ermöglicht eine effiziente Wärmeableitung von Leistungsbauelementen wie LEDs, Leistungstransistoren und Motorsteuerungen. Die Struktur besteht typischerweise aus einer dielektrischen Schicht (z. B. wärmeleitendem Epoxidharz), die zwischen dem Metallkern und der Kupfer-Leiterschicht laminiert ist, wodurch eine elektrische Isolierung gewährleistet und gleichzeitig der Wärmeübergang erleichtert wird. MCS ist entscheidend für Anwendungen, die hohe Zuverlässigkeit und thermische Stabilität erfordern, wie z. B. Automobilelektronik, industrielle Steuerungen und Hochleistungs-LED-Beleuchtungssysteme.

Das Funktionsprinzip eines Metallkernsubstrats beruht auf der hohen Wärmeleitfähigkeit seines Metallkerns, um Wärme von wärmeerzeugenden elektronischen Bauelementen abzuleiten. Die von den auf der Kupfer-Leiterschicht montierten Bauelementen erzeugte Wärme leitet durch die dielektrische Schicht in den Metallkern, der sie dann über Konvektion oder über angeschlossene Kühlkörper an die Umgebung abgibt. Dies verhindert Überhitzung, erhält die Leistungsfähigkeit der Bauelemente und verlängert die Lebensdauer durch Reduzierung der thermischen Belastung.
Funktionsprinzip
Das Funktionsprinzip eines Metallkernsubstrats beruht auf der hohen Wärmeleitfähigkeit seines Metallkerns, um Wärme von wärmeerzeugenden elektronischen Bauteilen abzuleiten. Die von den auf der Kupferschaltungsschicht montierten Bauteilen erzeugte Wärme leitet durch die dielektrische Schicht in den Metallkern, der sie dann durch Konvektion oder über angeschlossene Kühlkörper an die Umgebung abgibt. Dies verhindert Überhitzung, erhält die Leistung der Bauteile und verlängert die Lebensdauer durch Reduzierung thermischer Spannungen.
Materialien
Kern: Aluminium (z. B. Legierungen 50526061) oder Kupfer (C1100)Dielektrische Schicht: Wärmeleitendes Epoxidharz oder keramikgefülltes Polymer (Wärmeleitfähigkeit 1-3 W/mK)Leitschicht: Kupferfolie (typischerweise 1-4 oz Dicke)Oberflächenbeschichtung: HASLENIG oder OSP für Lötbarkeit und Korrosionsbeständigkeit.
Kupferdicke
35-140μm
Entflammbarkeitsklasse
UL94 V-0
Dielektrikumdicke
50-150μm
Metallkernstärke
0.8-3.0mm
Wärmeleitfähigkeit
1-3W/mK
Betriebstemperatur
-40°C bis 150°C
Normen
ISO 9001IPC-6012JIS C 5012

Branchentaxonomie & Aliasse

Gebräuchliche Handelsnamen, technische Kennungen und Suchbegriffe für Metallkernsubstrat.

Übergeordnete Produkte

Diese Komponente wird in den folgenden Industrieprodukten eingesetzt.

FMEA · Fehleranalyse

Ursache → Fehlermodus → Engineering-Massnahme

Schlechte Haftung der dielektrischen Schicht->Delamination zwischen Metallkern und Schaltungsschicht->Verwendung hochwertiger Laminate und strenge Prozesskontrollen während der Herstellung
Übermäßige thermische Zyklen->Risse in Lötstellen oder Bauteilen->Design mit thermischen Durchkontaktierungen und ausreichender Kühlung; Auswahl von Bauteilen, die für Temperaturbereiche ausgelegt sind
Feuchtigkeitseintritt->Korrosion des Metallkerns oder elektrischer Leckstrom->Auftragen einer Schutzbeschichtung und Sicherstellung einer ordnungsgemäßen Abdichtung in der Endanwendung

Industrielles Ökosystem und technische Bewertung

Montage- und Anwendungskompatibilität
Dieses Metallkernsubstrat eignet sich für Hochleistungselektronik wie LED-Treiber und Stromrichter. Vor der Bestellung prüfen Sie bitte, ob Kupferdicke, Dielektrikumdicke und Metallkernstärke Ihren Designanforderungen entsprechen.
Engineering-Risiken
  • Thermische Ausdehnungsdifferenz verursacht Delamination
  • Elektrische Kurzschlüsse, wenn die dielektrische Schicht versagt
  • Korrosion des Metallkerns in feuchter Umgebung
  • Hohe Herstellungskosten im Vergleich zu FR4-Leiterplatten

Konformität und Prüfung

Toleranz
±0,1 mm für Kerndicke, ±10% für Dielektrikumdicke
Prüfverfahren
Wärmeleitfähigkeitstest nach ASTM D5470, elektrischer Isolationsprüfung nach IPC-TM-650 und thermischer Zyklus nach JEDEC JESD22-A104

Hersteller für diese Komponente

Relevante Herstellerprofile aus der CNFX-Komponentenfähigkeitstabelle.

Die Herstellerliste dient der Vorrecherche und Einordnung von Fertigungskapazitäten. Sie ist keine Zertifizierung, kein Ranking und keine Transaktionsgarantie.

Beispielhafte Bewertungskriterien aus Einkaufsprozessen

Keine Kundenbewertung und keine Echtzeitdaten. Die Werte zeigen typische Prüfkriterien in RFQ- und Lieferantenbewertungsprozessen.

Technische Dokumentation
4/5
Fertigungsfähigkeit
4/5
Prüfbarkeit
5/5
Lieferantentransparenz
3/5

Die Kriterien dienen als Orientierung für technische Einkaufsprüfungen. Konkrete Kunden, Länder, Bewertungsdaten oder Live-Nachfragen werden nur angezeigt, wenn entsprechende belastbare Daten vorliegen.

Verwandte Komponenten

Häufige Fragen

Was sind die Hauptvorteile von Metallkernsubstraten gegenüber Standard-Leiterplatten?

Metallkernsubstrate bieten überlegenes Wärmemanagement, höhere Leistungsfähigkeit, verbesserte Zuverlässigkeit in Umgebungen mit hohen Temperaturen und eine längere Lebensdauer der Bauteile aufgrund reduzierter thermischer Spannungen.

In welchen Branchen werden Metallkernsubstrate häufig verwendet?

Sie werden häufig in der Automobilelektronik (z. B. Scheinwerfer, Stromrichter), Industrieausrüstung (Motorantriebe, Netzteile), LED-Beleuchtung und Systemen für erneuerbare Energien (Solarwechselrichter) eingesetzt.

Können Metallkernsubstrate für Hochfrequenzanwendungen verwendet werden?

Ja, aber mit Einschränkungen; der Metallkern kann elektromagnetische Störungen verursachen, daher ist bei HF- oder Hochgeschwindigkeitsschaltungen eine sorgfältige Konstruktion (z. B. Erdung, Abschirmung) erforderlich.

Kann ich Hersteller direkt kontaktieren?

CNFX ist ein offenes Verzeichnis, keine Handelsplattform und kein Beschaffungsagent. Herstellerprofile und Formulare helfen bei der Vorbereitung des direkten Kontakts.

CNFX Industrial Component Index · Herstellung von Computern, elektronischen und optischen Erzeugnissen

Datenbasis

CNFX-Herstellerprofile, technische Klassifikation, öffentlich verfügbare Produktinformationen und fortlaufende Plausibilitätsprüfung.

Vorläufige technische Einordnung
Diese Seite dient der strukturierten Vorbereitung von Recherche, RFQ und Lieferantenbewertung. Sie ersetzt keine Lieferantenqualifizierung, keine Normenprüfung und keine technische Freigabe durch den Käufer.

Beschaffungsinformationen anfragen für Metallkernsubstrat

Informationen zu Einsatzbereich, Spezifikationsgrenzen, Lieferantentypen und RFQ-Vorbereitung anfragen.

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Metallisierung / Bondpads
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URN:CNFX:ME:UNIT:METAL_CORE_SUBSTRATE
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