CSP termal sorunu nasıl çözülür

CSP (talaş ölçeği paketi) paketleme, paketin boyutunun çip boyutunun %20'sini geçmediği bir paketleme teknolojisini ifade eder. Bu amaca ulaşmak için LED üreticileri, standart yüksek güçlü LED'ler kullanmak, seramik ısı yayıcı substratları ve bağlantı tellerini çıkarmak, P ve N kutuplarını metalize etmek ve LED'lerin üzerindeki floresan katmanlarını doğrudan kaplamak gibi gereksiz yapıları mümkün olduğunca azaltır.

Termal meydan okuma:

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 çıkardığından, ısı doğrudan LED alt tabakadan PCB'ye aktarılır ve bu da güçlü bir nokta ısı kaynağı haline gelir. Şu anda, CSP için ısı dağıtma zorluğu"seviye I (LED substrat seviyesi)""seviye II (tüm modül seviyesi)".

Şekil 1 ve 2'deki termal radyasyon simülasyon deneylerinden, CSP ambalajının yapısı nedeniyle, ısı akışının sadece küçük bir alana sahip 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 ısı dağılımı modeli:

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

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

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

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