forgácskő csomag hűtési megoldások
A CSP (chip scale package) csomagolás olyan csomagolási technológiát jelent, amelyben maga a csomagolás mérete nem haladja meg a chip méretének 20 százalékát. E cél elérése érdekében a LED-gyártók a lehető legnagyobb mértékben csökkentik a szükségtelen szerkezeteket, például szabványos nagy teljesítményű LED-eket használnak, eltávolítják a kerámia hőleadó szubsztrátumokat és összekötő vezetékeket, fémezik a P és N pólusokat, és közvetlenül fedik le a LED-ek feletti fluoreszkáló rétegeket.
Termikus kihívás:
A CSP csomagot úgy tervezték, hogy fémes P és N pólusokon keresztül közvetlenül a nyomtatott áramköri lapra (PCB) hegeszthető. Egy szempontból valóban jó dolog. Ez a kialakítás csökkenti a hőellenállást a LED hordozó és a PCB között.
Mivel azonban a CSP csomag eltávolítja a kerámia hordozót hűtőbordaként, a hő közvetlenül a LED-es hordozóról a PCB-re kerül, amely erős pont hőforrássá válik. Jelenleg a CSP hőelvezetési kihívása „I. szintről (LED szubsztrát szint)” „II. szintre (teljes modulszint)” változott.
Az 1. és 2. ábrán látható hősugárzás-szimulációs kísérletekből látható, hogy a CSP csomagolás szerkezetéből adódóan a hőáram csak kis felülettel halad át a forrasztási kötésen, és a hő nagy része a központban koncentrálódik. , ami csökkenti az élettartamot, rontja a fényminőséget, sőt a LED meghibásodásához is vezethet.
Az MCPCB ideális hűtési modellje:
A legtöbb MCPCB szerkezete: a fémfelületet körülbelül 30 mikronos rézbevonattal vonják be. Ugyanakkor a fémfelületet hővezető kerámia részecskéket tartalmazó gyantaközeg réteg is borítja. A túl sok hővezető kerámia részecske azonban befolyásolja az egész MCPCB teljesítményét és megbízhatóságát.
A kutatók azt találták, hogy egy elektrokémiai oxidációs eljárás (ECO) több tíz mikronos alumínium-oxid kerámiaréteget (Al2O3) hozhat létre az alumínium felületén. Ugyanakkor ez az alumínium-oxid kerámia jó szilárdsággal és viszonylag alacsony hővezető képességgel rendelkezik (körülbelül 7,3 w / MK). Mivel azonban az oxidfilm az elektrokémiai oxidáció során automatikusan alumíniumatomokhoz kötődik, a két anyag közötti hőellenállás csökken, és bizonyos szerkezeti szilárdsággal is rendelkezik.
Ugyanakkor a kutatók a nanokerámiát rézbevonattal kombinálták, hogy a kompozit szerkezet teljes vastagsága magas teljes hővezető képességgel rendelkezzen (körülbelül 115 W / MK), nagyon alacsony szinten. Ezért ez az anyag nagyon alkalmas CSP csomagolásra.
A CSP csomagolás termikus problémája a nanokerámia technológia megszületéséhez vezet. Ez a nano anyagú dielektromos réteg kitöltheti a hagyományos MCPCB és az AlN kerámiák közötti űrt. Annak érdekében, hogy a tervezőket több miniatűr, tiszta és hatékonyabb fényforrás bevezetésére ösztönözzük.
