MCPCB簡(jiǎn)介

電子產(chǎn)品規(guī)格的不斷攀升導(dǎo)致大規(guī)模集成電路（IC）和表面貼裝技術(shù)（SMT）組裝在現(xiàn)代電子制造服務(wù)中的廣泛應(yīng)用。此外，電路一直朝著小型化，輕量化，多功能，高性能，高速度和高可靠性的方向發(fā)展。組分密度的不斷擴(kuò)大導(dǎo)致熱流密度逐漸增加。就半導(dǎo)體器件而言，過高的溫度可能會(huì)導(dǎo)致電性能的變化。每當(dāng)T j （結(jié)溫）上升一次時(shí)，如果嚴(yán)重則會(huì)導(dǎo)致熱擊穿。如果熱問題未能得到適當(dāng)解決，組件規(guī)格肯定會(huì)受到不穩(wěn)定性的影響，進(jìn)一步降低產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)懸掛在空中?？傊?，印刷電路板（PCB）的熱問題是如此突出，以至于為了電子產(chǎn)品的高性能而必須特別關(guān)注它們。

到目前為止，熱耗散高科技電路利用的方法難以滿足后續(xù)電路設(shè)定的散熱要求，需要一種新型的散熱解決方案?；趯?duì)電子產(chǎn)品中常用的散熱方法的討論，金屬核心PCB（MCPCB）被引入作為先進(jìn)電路中熱問題的解決方案。

傳統(tǒng)的熱耗散方法

電路產(chǎn)生的熱量主要來自元件熱量，PCB板熱量和熱量，這是外部傳導(dǎo)的結(jié)果，其中元件熱量占大多數(shù)。因此，元件的散熱問題在元件布局和PCB設(shè)計(jì)中受到最多關(guān)注。熱阻在熱設(shè)計(jì)中起著重要作用，熱設(shè)計(jì)的目的是降低熱傳導(dǎo)路徑上的熱阻，同時(shí)熱量快速傳導(dǎo)到散熱器等散熱器。電子元件和散熱器之間的總熱阻可分為設(shè)備級(jí)，組裝級(jí)和系統(tǒng)級(jí)。器件級(jí)熱阻也稱為內(nèi)阻，而組件級(jí)電阻稱為外部電阻，系統(tǒng)級(jí)電阻稱為最終電阻。組分的內(nèi)外阻力和T j 之間的關(guān)系等于組分T j 與熱阻之間的關(guān)系，符合下列公式：

T j = P d x（R jc + R cs + R sa ）+ T 0

在此公式中，T j 指組件結(jié)溫; P d 指設(shè)備功率; R jc ，R cs 和R sa 分別指從結(jié)到外殼的熱阻，外殼到散熱器和散熱器以完成器具。 T 0 是指初始溫度，R jc 是固定的特征值。因此，只能從R cs 和R sa 的角度來實(shí)現(xiàn)熱阻降低。

器件組裝模式起著重要作用在散熱和不同類型的裝配模式需要不同的散熱方法。

?凸平臺(tái)結(jié)構(gòu)

當(dāng)元件外殼與電路板直接接觸并組裝在正面時(shí)，應(yīng)利用蓋板凸臺(tái)進(jìn)行散熱。凸平臺(tái)散熱是指根據(jù)電路中的散熱器位置，將凸起的散熱平臺(tái)添加到相應(yīng)的蓋板上，使用與凸平臺(tái)接觸的導(dǎo)熱絕緣墊。

這種散熱模式獲得了結(jié)構(gòu)和PCB板設(shè)計(jì)的協(xié)同工作。凸面平臺(tái)數(shù)，位置，高度，面積和導(dǎo)熱墊厚度都與電路板性能密切相關(guān)。另外，還必須考慮裝配偏差。因此，這種模式給PCB設(shè)計(jì)，PCB制造和PCB組裝（PCBA）帶來了許多困難。

?導(dǎo)熱膠帶

如果元件引腳直接焊接到?jīng)]有元件外殼的PCB板直接與電路板接觸，可以利用導(dǎo)熱帶進(jìn)行散熱。導(dǎo)熱膠帶通常由銅制成，具有兩種組裝類型。一種是將導(dǎo)熱膠帶組裝在元件頂部，另一端與散熱器連接。另一種是通過導(dǎo)熱膠帶將元件組裝到電路板上，另一端通過散熱片連接。后一種散熱方式主要通過底側(cè)實(shí)現(xiàn)。元件和導(dǎo)熱膠帶之間可以使用粘合性導(dǎo)熱絕緣墊。

這種模式要求元件和導(dǎo)熱膠帶之間的結(jié)構(gòu)組裝，這兩者應(yīng)保持與導(dǎo)熱墊的良好接觸和組件，不應(yīng)對(duì)組件引腳施加太大的壓力。要固定導(dǎo)熱膠帶，應(yīng)在電路板上制作固定的定位孔，以免影響PCB的跟蹤和布局。因此，此模式不適用于高密度PCB。

此外，當(dāng)導(dǎo)熱膠帶振動(dòng)時(shí)，元件引腳會(huì)受到影響，必須仔細(xì)考慮。

?Thermotube

Thermotube利用蒸發(fā)制冷，熱管兩端溫差極大，可以快速傳導(dǎo)熱量。一般來說，熱管由管殼，燈芯和端蓋組成。內(nèi)部熱管具有負(fù)壓狀態(tài)，一些低沸點(diǎn)液體被填充。此外，這種類型的液體易于揮發(fā)。管壁上有液體吸收芯，由毛細(xì)管材料制成。熱管的一端用于蒸發(fā)，而另一端用于冷凝。當(dāng)熱管的蒸發(fā)部分被加熱時(shí)，毛細(xì)管中的液體會(huì)立即蒸發(fā)，蒸汽在微應(yīng)力下流向另一部分，產(chǎn)生熱量并重新凝結(jié)成液體，在毛細(xì)管應(yīng)力下流回?zé)峁艿恼舭l(fā)部分。

雖然熱管具有顯著的散熱能力，但它還沒有成熟到足以被小型元件所接受。因此，熱管還需要很長(zhǎng)的路才能進(jìn)行PCB板的散熱。

MCPCB具有更好的散熱性能

?MCPCB簡(jiǎn)介

隨著材料科學(xué)和加工技術(shù)的不斷發(fā)展和優(yōu)化，MCPCB已在美國和日本得到廣泛應(yīng)用。在相同的外部應(yīng)用環(huán)境下，MCPCB在散熱方面的性能優(yōu)于任何其他類型的PCB板，代表了全球高功率電子組件的高水平。

MCPCB利用導(dǎo)熱性金屬，例如銅，在多層PCB的某些層中。 MCPCB通過金屬芯從外部散熱，或通過與外部散熱器連接實(shí)現(xiàn)快速散熱。當(dāng)涉及高密度電路，與SMT組件兼容的PCB板或組裝有如此多通孔元件的電路時(shí)，必須拾取高導(dǎo)熱性的MCPCB。首先將具有良好散熱性的金屬芯嵌入多層PCB中，其多層PCB可以通過電鍍通孔連接，所述電鍍通孔可以在金屬芯及其表面?zhèn)鲗?dǎo)熱量。 MCPCB結(jié)構(gòu)可以在下圖中顯示。

?MCPCB的優(yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)的散熱模式相比，MCPCB具有無與倫比的散熱優(yōu)勢(shì)。 MCPCB可以提高產(chǎn)品的功率密度，減少組裝散熱器和其他硬件的需求。此外，隨著硬件和組裝成本的下降，產(chǎn)品體積可能會(huì)縮小。最后，MCPCB在提高產(chǎn)品可靠性和屏蔽電磁波方面發(fā)揮了積極作用，減小了電磁干擾。

由于銅密度大，MCPCB的質(zhì)量明顯優(yōu)于任何其他類型的PCB。然而，由于通常在其他類型的PCB上配備的散熱器和附件的應(yīng)用較少，因此MCPCB的應(yīng)用不會(huì)帶來更高的重量。在決定使用MCPCB時(shí)，可能會(huì)遇到兩個(gè)關(guān)于MCPCB的提示：
提示1：應(yīng)選擇合適的銅芯厚度;
提示2：也可以選擇鋁芯PCB。