Aluminium-baserade tryckta kretskort (MCPCB) representerar en specialiserad kretskortstruktur som använder ett aluminiumlegeringsmaterial som ett-värmeavledande substrat. Den här tekniken användes först på 1960-talet inom hög-militär elektronisk utrustning; dess kärninnovation ligger i antagandet av ett metallsubstrat som har en värmeledningsförmåga som är betydligt högre än traditionella FR4-material. I en typisk konfiguration är kretsskiktet laminerat till aluminiumbasen via ett starkt termiskt ledande isolerande dielektriskt skikt, vilket bildar ett kompositsubstrat som samtidigt underlättar elektrisk sammankoppling och effektiv värmeavledning. När kraftelektroniska enheter trendar mot miniatyrisering och högre effekttäthet har värdet av aluminium-baserade substrat inom termisk hantering blivit allt mer framträdande.
Den mest grundläggande fördelen med aluminium-baserade substrat ligger i dimensionen av värmehantering. Deras värmeledningskoefficient sträcker sig från 1 till 12 W/(m·K)-en förbättring på ungefär tio gånger jämfört med traditionella epoxi-harts-baserade substrat. Denna egenskap härrör från den specifika kristallina strukturen hos aluminiummetall, där rörelsen av fria elektroner i kristallgittret möjliggör en mycket effektiv överföring av värmeenergi. I kraftmodultillämpningar visar empiriska testdata att under identiska driftsförhållanden kan aluminium-baserade substrat minska chipövergångstemperaturen med 30–45 grader och därigenom effektivt mildra den termiska nedbrytningen av halvledarmaterial.
Aluminiumlegeringssubstratet ger kretskortet exceptionell strukturell stabilitet. Draghållfastheten för 6061-T6 aluminiumlegering kan nå 290 MPa, och dess böjstyvhetsindex är 4,7 gånger högre än för FR4-material. Denna egenskap är särskilt kritisk i miljöer som utsätts för vibrationer: accelererade åldringstester utförda på elektroniska fordonsenheter har visat att under slumpmässiga vibrationsförhållanden som spänner över ett frekvensspektrum på 10–2000 Hz, minskar sannolikheten för lödfogsfel i aluminiumbaserade PCB:er med 62 %. Dessutom kan metallsubstratet tjäna en dubbel roll som en strukturell komponent, vilket möjliggör funktionell integration av kylflänsar och monteringsfästen i applikationer som industriella motordrivningar.
