çip ölçekli paket soğutma çözümleri

     CSP (çip ölçekli paket) paketleme, paketin kendisinin boyutunun çipin kendi boyutunun yüzde 20'sini geçmediği bir paketleme teknolojisini ifade eder. Bu amaca ulaşmak için LED üreticileri, standart yüksek güçlü LED'ler kullanmak, seramik ısı yayan alt tabakaları ve bağlantı kablolarını çıkarmak, P ve N kutuplarını metalize etmek ve LED'lerin üzerindeki flüoresan katmanları doğrudan kaplamak gibi gereksiz yapıları mümkün olduğunca azaltır.

Termal zorluk:    

CSP paketi, metalize P ve N kutupları aracılığıyla doğrudan baskılı devre kartına (PCB) kaynaklanacak şekilde tasarlanmıştır. Bir bakıma, bu gerçekten iyi bir şey. Bu tasarım, LED alt tabaka ile PCB arasındaki termal direnci azaltır.

Bununla birlikte, CSP paketi seramik alt tabakayı bir ısı emici olarak kaldırdığından, ısı doğrudan LED alt tabakadan PCB'ye aktarılır ve bu da güçlü bir nokta ısı kaynağı haline gelir. Şu anda, CSP için ısı dağılımı sorunu "seviye I'den (LED alt tabaka seviyesi)" "seviye II'ye (tüm modül seviyesi)" değişmiştir.

Şekil 1 ve 2'deki termal radyasyon simülasyon deneylerinden, CSP ambalajının yapısı nedeniyle, ısı akışının sadece küçük bir alan ile lehim bağlantısı yoluyla iletildiği ve ısının çoğunun merkezde yoğunlaştığı görülebilir. hizmet ömrünü azaltacak, ışık kalitesini düşürecek ve hatta LED arızasına yol açacaktır.

MCPCB'nin ideal soğutma modeli:

Çoğu MCPCB'nin yapısı: metal yüzey, yaklaşık 30 mikronluk bir bakır kaplama tabakası ile kaplanmıştır. Aynı zamanda metal yüzey, ısıyı ileten seramik parçacıklar içeren bir reçine orta tabakası ile kaplanır. Bununla birlikte, çok fazla termal iletken seramik parçacığı, tüm MCPCB'nin performansını ve güvenilirliğini etkileyecektir.

    Araştırmacılar, bir elektrokimyasal oksidasyon işleminin (ECO), alüminyum yüzeyinde onlarca mikron bulunan bir alümina seramik tabakası (Al2O3) üretebileceğini buldu. Aynı zamanda, bu alümina seramik, iyi bir mukavemete ve nispeten düşük ısı iletkenliğine (yaklaşık 7,3 w / MK) sahiptir. Bununla birlikte, oksit film, elektrokimyasal oksidasyon sürecinde alüminyum atomları ile otomatik olarak bağlandığından, iki malzeme arasındaki termal direnç azalır ve ayrıca belirli bir yapısal güce sahiptir.

Aynı zamanda araştırmacılar, kompozit yapının genel kalınlığının çok düşük bir seviyede yüksek toplam termal iletkenliğe (yaklaşık 115W / MK) sahip olmasını sağlamak için nano seramikleri bakır kaplama ile birleştirdiler. Bu nedenle, bu malzeme CSP paketlemesi için çok uygundur.

CSP ambalajının termal sorunu, nano seramik teknolojisinin doğuşuna yol açar. Bu nano malzeme dielektrik tabakası, geleneksel MCPCB ve AlN Seramikleri arasındaki boşluğu doldurabilir. Tasarımcıları daha minyatür, temiz ve verimli ışık kaynakları kullanmaya teşvik etmek için.