hvordan løse CSP termisk problem
CSP (chip scale package) emballasje refererer til en emballasjeteknologi der størrelsen på selve pakken ikke overstiger 20 % av størrelsen på selve brikken. For å oppnå dette målet reduserer LED-produsenter unødvendige strukturer så mye som mulig, for eksempel bruk av standard høyeffekts-LED, fjerning av keramiske varmeavledningssubstrater og tilkoblingsledninger, metallisering av P- og N-poler og direkte dekker fluorescerende lag over LED.
Termisk utfordring:
CSP-pakken er designet for å sveises direkte til kretskort (PCB) gjennom metalliserte P- og N-poler. På en måte er det virkelig en god ting. Denne designen reduserer den termiske motstanden mellom LED-substratet og PCB.
Men siden CSP-pakken fjerner det keramiske substratet som en kjøleribbe, overføres varmen direkte fra LED-substratet til PCB, som blir en sterk punktvarmekilde. På dette tidspunktet har varmespredningsutfordringen for CSP endret seg fra"nivå I (LED-substratnivå)" til"nivå II (hele modulnivået)".
Fra termisk strålingssimuleringseksperimenter i figur 1 og 2 kan det ses at på grunn av strukturen til CSP-emballasje, overføres varmefluksen kun gjennom loddeforbindelsen med et lite område, og mesteparten av varmen er konsentrert i sentrum , som vil redusere levetiden, redusere lyskvaliteten og til og med føre til LED-feil.
Ideell varmespredningsmodell av MCPCB:
Strukturen til de fleste MCPCB: metalloverflaten er belagt med et lag kobberbelegg på omtrent 30 mikron. Samtidig er metalloverflaten også dekket med et harpiksmedium som inneholder varmeledende keramiske partikler. Imidlertid vil for mange termisk ledende keramiske partikler påvirke ytelsen og påliteligheten til hele MCPCB.
Forskere fant at en elektrokjemisk oksidasjonsprosess (ECO) kan produsere et lag med alumina-keramikk (Al2O3) med titalls mikron på aluminiumsoverflaten. Samtidig har denne alumina-keramikken god styrke og relativt lav varmeledningsevne (ca. 7,3 w / MK). Men fordi oksidfilmen automatisk bindes til aluminiumatomer i prosessen med elektrokjemisk oksidasjon, reduseres den termiske motstanden mellom de to materialene, og den har også en viss strukturell styrke.
Samtidig kombinerte forskerne nanokeramikk med kobberbelegg for å få den totale tykkelsen på komposittstrukturen til å ha høy total termisk ledningsevne (ca. 115W / MK) på et svært lavt nivå. Derfor er dette materialet veldig egnet for CSP-emballasje.
Varmespredningsproblemet til CSP-emballasje fører til fødselen av nanokeramisk teknologi. Dette dielektriske laget av nanomateriale kan fylle gapet mellom tradisjonell MCPCB og AlN Keramikk. For å fremme designere til å lansere mer miniatyriserte, rene og effektive lyskilder.
