當你想到它時，這很諷刺。第一個集成電路的發明者杰克·基爾比（Jack Kilby）被迫這樣做，部分原因是為了找到一種方法來替換當時使用的發熱真空管。熱量問題“解決了”，他的發明將繼續成為電子行業發展的基礎。

現在，隨著我們進入普及汽車電子的新時代，我們需要再次轉向熱量的根本問題，這一次是為了保護 Kilby 幫助傳播的那些非常電子的 IC 和系統。現在的挑戰是減輕極端溫度和引擎蓋下熱循環的影響。

第一個 IC 是 Jack Kilby 于 1958 年發明的，部分原因是為了移除執行現在由晶體管執行的開關功能的微型加熱器（又名：真空管）。具有諷刺意味的是，Kilby 的發明變得如此多產，并且具有如此高的密度和無處不在的適用性，我們又回到了材料層面來管理熱量。

對于組件和 IC，設計人員投入了大量精力來選擇最適合正在開發的汽車電子控制單元 （ECU） 的組件和 IC。該 ECU 可以是底盤和安全控制單元、發動機控制單元，甚至是監控和通信網關單元。無論 ECU 是什么，設計人員都會選擇組件，為他們的設計計算適當地降低它們的功率，然后期望它們能夠持續使用汽車可能運行的 10 到 15 年。任務完成。

不完全的。這些組件可能運行良好，但前提是它們放置在從頭開始設計的 PCB 上，以在汽車的極端熱和振動環境中保持其結構完整性。

幾十年來，印刷電路板（PCB 或印刷線路板 （PWB））一直是連接電子系統組件（如電阻器、集成電路、電容器、連接器和電感器）的最常見方式。

它們的基本結構沒有太大變化，由一層浸漬有環氧樹脂的玻璃布（預浸料）組成，上面鋪設了銅或鋁跡線。這些走線使用過孔、盲孔和內部過孔連接到各個層，并連接組件及其信號、電源和接地層。

多年來，作為電子產品的服務盤，PWB 因振動而產生的機械應力已得到充分證明。加強連接點并確保足夠的剛度，這非常好。

然而，在受熱的情況下，樹脂材料（CTE 為 30 至 40）與金屬層和通孔（CTE 為 18，對于銅）之間的不同熱膨脹系數 （CTE） 可能會造成嚴重破壞，如果出現以下情況，可能會導致導體受壓和破裂PWB的構造中沒有使用正確的材料和結構。

當然，預浸料的使用限制了樹脂材料在 xy 軸上的 CTE，但樹脂仍必須膨脹，因此它在 z 軸上膨脹，因此將重點放在 CTE z上，因為它是重要的變量。

然而，另一個要考慮的因素是玻璃化轉變溫度，Tg。高于 Tg，材料膨脹率增加，可能達到 400 的 CTE。

再加上 RoHS 無鉛焊接要求，以及由此產生的高溫回流焊溫度，這顯然是對可靠 ECU 的基于 PWB 的尖端熱管理回歸基礎的案例。

基本材料，就是這樣。隨著他們的建設。這就是金屬包覆基板 （MCS）的產生方式。MCS 是用于溫度敏感應用的導熱基材。銅包電介質和鋁載體的組合提供了有效的散熱，并提供了主動冷卻方法和厚膜技術的替代方案。除了高導熱性之外，MCS（包括 Isola 提供的材料）還提供非常高的熱可靠性和機械可靠性。

可以選擇不同的電介質來為每個應用創建理想的 MCS。對于這些“lambda 材料”，DE104、IS410、370HR 或 IS450，預浸料可用作模塊化配置的一部分。這些預浸料系統的熱導率介于 0.23 （DE104） 和 1.0 W/m*K （IS450） 之間。IS450 的高 Tg 環氧樹脂系統可以通過使用特殊填料進行改性，以獲得比標準系統更高的導熱率。

基于 MCS 結構的配置及其高效散熱，可以減少結構間距并提高功率密度，從而實現傳統基材難以實現的更小組件。

圖 2：金屬包覆基板將銅箔蝕刻成 PWB（或 PCB）上所需的電路圖案，金屬基底通過薄的預浸料帶走電路中的熱量。預浸料使用專有樹脂來實現比標準 FR4 更高的熱導率。（點擊圖片放大）

除了汽車 ECU，MCS 的其他應用還包括大功率 LED 模塊、轉換器、散熱電路和工業電子產品。

是呢環保局：郭婷